發(fā)布時(shí)間：2020-08-08 22:06

【摘要】：鉆桿作為石油鉆探的重要部件,能夠向鉆頭傳遞壓力及扭矩。在整個(gè)工作過程中,鉆桿不僅承受交變載荷、接觸應(yīng)力,而且還會受到泥漿里的腐蝕介質(zhì)腐蝕,易產(chǎn)生缺陷,造成重大事故,帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。為此,對鉆桿實(shí)施無損檢測具有重要意義。漏磁無損檢測技術(shù)中,磁化作為實(shí)現(xiàn)檢測的關(guān)鍵,對缺陷漏磁場的產(chǎn)生及磁場信號的分辨具有重要意義,同時(shí)也是檢測信號的性能特性分析及檢測裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)重要影響因素之一。根據(jù)不同的場合需要不同的磁化方法,本文旨在研究磁化器的輕量化技術(shù),在滿足磁化需求的同時(shí)減輕重量。在介紹鉆桿結(jié)構(gòu)特征及加工工藝后,從傳統(tǒng)的勵(lì)磁方法入手,探究各勵(lì)磁方法的優(yōu)缺點(diǎn),提出了基于電磁鐵和永磁鐵復(fù)合勵(lì)磁的輕量化磁化方法。設(shè)計(jì)相關(guān)磁路,運(yùn)用ANSYS有限元等方法對磁路結(jié)構(gòu)中影響磁化的參數(shù)進(jìn)行仿真優(yōu)化,以獲取滿足磁化需求的磁化器輕量化參數(shù)。對最終優(yōu)化得到的磁化結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)物加工,用磁傳感器對鉆桿缺陷進(jìn)行檢測能力驗(yàn)證,滿足了對鉆桿通孔、內(nèi)盲孔等缺陷的檢測要求。與穿過式線圈磁化器相比,該復(fù)合磁化器,重量輕、體積小,有利于儀器的攜帶;與永磁式磁化器相比,該磁化器的拆卸吸力小、磁化強(qiáng)度可調(diào)節(jié),便于作業(yè)時(shí)的裝卸。結(jié)合前述分析結(jié)果和工程化需求,將上述半圓周復(fù)合磁化器應(yīng)用于車載式鉆桿漏磁檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)中,探傷儀為移動(dòng)式探傷儀,要求重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)系統(tǒng)檢測要求,提出鉆桿原地旋轉(zhuǎn),同時(shí)驅(qū)動(dòng)檢測小車橫移運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)螺旋掃查檢測的方法。設(shè)計(jì)適用于多規(guī)格的鉆桿漏磁檢測系統(tǒng),并制定了自動(dòng)化檢測工藝。最終完成的車載式鉆桿漏磁檢測系統(tǒng)主要包括機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng),該系統(tǒng)兼具固定式鉆桿探傷系統(tǒng)和便攜式鉆桿探傷儀的優(yōu)點(diǎn),檢測效率高、檢測結(jié)果精準(zhǔn)、易實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化,同時(shí)能夠隨時(shí)隨地移動(dòng),具有廣闊的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE927
【圖文】：

(a) VEDAQ-2000 (b) 連續(xù)油管掃描器圖 1.1 國外檢測設(shè)備圖 1.2(a)是華宇一目檢測裝備有限公司研發(fā)的 HYMD140C 移動(dòng)式鉆桿漏磁了漏磁通和主磁通的檢測方法，能夠?qū)α鸭y、磨損及壁厚進(jìn)行綜合檢測。檢in/根，裂紋檢測靈敏度為 15mm（長）×0.3mm（深）分辨精度為 20mm，精度為 20mm。圖 1.2(b)是合肥中大檢測技術(shù)有限公司 ZDJC-90 便攜式鉆桿檢測裝置，均采進(jìn)行勵(lì)磁，可以檢測橫向裂紋 15mm（長）×0.5mm（寬）×1mm（深）及深 1.5mm 孔洞，檢測分辨率較高。圖 1.2(c)是中特檢科技發(fā)展有限公司 ZTJ-MFL-A 型漏磁檢測儀主要是針對00mm 的管道及儲罐壁板等，通過遙控控制其運(yùn)動(dòng)軌跡，檢測靈敏度為 φ1.6深度 1.6mm 的盲孔缺陷，掃查速度為 0~10m/min。圖1.2(d)是上海威遠(yuǎn)電磁設(shè)備有限公司的NT-2000CRL全自動(dòng)油管縱向/橫向

于 300mm 的管道及儲罐壁板等，通過遙控控制其運(yùn)動(dòng)軌跡，檢測靈敏度為 φ1.6mm 通孔和深度 1.6mm 的盲孔缺陷，掃查速度為 0~10m/min。圖1.2(d)是上海威遠(yuǎn)電磁設(shè)備有限公司的NT-2000CRL全自動(dòng)油管縱向/橫向組合式漏磁探傷設(shè)備，該設(shè)備采用縱向、橫向組合磁化，能夠檢測油管中橫傷、縱傷及點(diǎn)狀缺陷，檢測靈敏度為油管壁厚的 12.5%，探傷速度可以達(dá)到 30m/min。

面的輕量化研究在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的工程意義。結(jié)構(gòu)特征桿結(jié)構(gòu)特征是石油勘探中常用且重要的鉆具。對于鉆桿的不同規(guī)格及其制造方API）制定了相應(yīng)的規(guī)范《SpecificationforDrillPipe》。該規(guī)范對鉆性能要求、測試項(xiàng)目及檢測要求等一系列做了詳細(xì)規(guī)定，并提供了案。如圖 2.1 所示的鉆桿結(jié)構(gòu)示意圖，從形狀上看：鉆桿兩端均有凸外螺紋的為公頭，內(nèi)壁含有內(nèi)螺紋的為母頭；作為檢測對象的桿體頭與桿體之間的過渡區(qū)的加厚帶對鉆桿桿體起到保護(hù)作用，用于受能力。根據(jù)規(guī)定，過渡區(qū)的加厚帶可以分為外加厚、內(nèi)加厚和內(nèi)得注意的是，不同規(guī)格鉆桿的過渡區(qū)的加厚帶長度也會有不同。

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本文編號：2786174