專利名稱：一種石油鉆具井口自動漏磁探傷儀的傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油鉆具井口無損檢測設(shè)備的設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及鉆具井口自動漏磁探傷儀的傳感器裝置。
背景技術(shù)：
在役鉆桿桿體的主要缺陷表現(xiàn)為橫向裂紋、孔洞(刺穿)、壁厚減薄(壁厚減薄可由磨損或者大面積腐蝕引起)、腐蝕、銹蝕等。現(xiàn)有技術(shù)中，石油鉆具井口無損檢測裝置處于發(fā)展完善之中，如公告號為 CN2718577Y，公告日為2005年8月17日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種便攜式鉆具探傷儀。在鉆井過程中，鉆桿由于磨損會造成事故，因此，要經(jīng)常對鉆桿進(jìn)行質(zhì)量檢測。通常采用漏磁方法對鉆桿等鉆具進(jìn)行無損檢測，而磁場通常采用兩塊永久磁鐵、直流電磁鐵或交變電磁鐵。采用永久磁鐵做磁化化器時，由于其磁場較弱，需要緊貼在鉆桿上，因此檢測時需要將兩塊永久磁鐵與鉆桿表面緊密配合，在從鉆桿過濾到鉆桿接頭時，需要將兩塊永久磁鐵分開，無法實現(xiàn)自動化檢測；而采取電磁鐵可以磁場做得較大，電磁鐵內(nèi)孔可以做得很大，鉆桿桿體、接頭可自由地穿過，便于實現(xiàn)連續(xù)自動化檢測。該專利的組成包括漏磁探頭，所述的漏磁探頭通過固定在探頭架內(nèi)，所述的探頭架安裝在井口支架內(nèi)，所述的井口支架固定在井口。起下鉆時，由于永久磁鐵緊貼鉆具表面，因此起到鉆桿接箍位置時，必須將兩塊永久電磁鐵分開，待鉆桿接箍穿過后再將兩塊永久磁鐵緊貼在鉆桿桿體表面，因此無法實現(xiàn)井口鉆具的自動連續(xù)檢測。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種石油鉆具井口自動漏磁探傷儀的傳感器裝置，本實用新型能夠在起鉆作業(yè)時實現(xiàn)自動化連續(xù)探傷，具有較好的實用性。本實用新型是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，其特征在于包括固定盤、磁化線圈、探頭總成，探頭總成固定在兩個磁化線圈之間，位于下部的磁化線圈固定在固定盤上，固定盤安裝在自動卡瓦左右支撐板上。所述磁化線圈勵磁電流為20A左右，先預(yù)熱10分鐘再開始檢測。所述的探頭總成包括探輪、探輪臂、探輪臂固定座一、輪臂固定座二、氣缸、氣缸座、探頭固定圈，探輪兩端為導(dǎo)向輪，探輪中部為霍爾傳感器，探輪中部與探輪臂焊接成一體，探輪臂下部通過銷軸與探輪臂固定座一和探輪臂固定座二連接，探頭臂中部通過銷軸與氣缸連接，氣缸后部通過銷軸與氣缸座連接。所述探頭臂與探輪臂的連接有高低位兩種方式，高位連接即對稱的4個探輪臂與探輪臂固定座一連接，低位連接即另外對稱的4個探輪臂與探輪臂固定座二連接，兩組探輪高低錯開。[0013]所述探輪緊貼鉆具表面，所述探輪形成磁真空屏蔽。所述氣缸的氣源氣壓為0. 3 0. 6MPa之間。所述的探輪共8個，每個探輪中間嵌有多個霍爾傳感器，每2個對稱的探輪為1 組，共分為4組，4個通道的漏磁信號通過漏磁信號電纜束分別送到漏磁信號采集電纜一和漏磁信號采集電纜二，分別送入上位機進(jìn)入信號處理。還包括退磁線圈和固定圈，所述的固定圈安裝在磁化線圈上表面，退磁線圈固定在固定圈，所述退磁線圈將磁化線圈在鉆具表面產(chǎn)生的磁場進(jìn)行退磁處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果表現(xiàn)在(1)與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用直流電磁線圈，本實用新型實現(xiàn)鉆具起下鉆時的自動化連續(xù)漏磁探傷檢測，具有較好的實用性。(2)本實用新型中的探頭總成，由于探輪固定在探輪臂上，探輪臂通過銷軸與探輪臂固定座連接，氣缸與探輪臂連接但只承擔(dān)推拉力，因此鉆具起下鉆時對氣缸而言只有推拉力，探輪臂的杠桿結(jié)構(gòu)承擔(dān)了鉆具起鉆或下鉆方向的摩擦力量，加上探輪的滑動減輕了鉆具對探輪臂的摩擦力的影響，因此探頭總成滿足了鉆井起下鉆工況的要求。(3)本實新型中的探頭總成，安裝在探頭固定圈內(nèi)，并處于有限的周向浮動狀態(tài)， 可滿足鉆具起下時周向的微運動要求。(4)本實用新型中的探頭總成采用氣缸進(jìn)行動態(tài)進(jìn)位與退位，起到了空氣彈簧的緩沖作用，使得探輪可隨鉆具進(jìn)行周向振動，起到隨動定心緩沖作用，滿足了鉆井起下鉆工況的要求。(5)本實用新型中采取探輪結(jié)構(gòu)，并在其中間固定處安裝霍爾傳感器，可在鉆桿接箍通過時自動退位，在鉆桿接箍通過后自動復(fù)位。

下面將結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中圖1是本實用新型裝置立面圖；圖2是圖1中D-D剖視圖；圖3是圖2的A向視圖；圖4是圖2的B向視圖；1、自動卡瓦，2、自動卡瓦左右支撐板，3、固定盤，4、隔爆散熱磁化線圈，5、探頭總成，6、固定圈，7、隔爆散熱退磁線圈，8、探輪，9、探輪臂，10、探輪臂固定座1，11、探頭固定圈，12、氣缸，13、氣缸座，14、氣缸進(jìn)位三通，15、氣缸退位三通，16、探頭臂固定座2，17、氣缸進(jìn)位氣管，18、氣缸退位氣管，19、漏磁信號采集電纜束，20漏磁信號采集電纜，21漏磁信號采集電纜1，22、漏磁信號采集電纜2，23、氣缸退位快速氣接頭，24、氣缸進(jìn)位快速氣接頭。
具體實施方式
實施例1本實用新型提供了一種鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，包括固定盤、磁化線圈、探頭總成，探頭總固定在兩個磁化線圈之間，下部的磁化線圈固定在固定盤上，固定盤安裝在自動卡瓦左右支撐板上，并通過螺栓固定。所述磁化線圈勵磁電流為20A左右，先預(yù)熱10分鐘再開始檢測。探頭總成包括探輪、探輪臂、探輪臂固定座一、探輪臂固定座二、 氣缸、氣缸座、探頭固定圈，探頭輪兩端為導(dǎo)向輪，探頭輪中部為霍爾傳感器，探頭輪中部與探輪臂為焊接整體，探輪臂下部通過銷軸與探輪臂固定座一和探輪臂固定座二連接，探頭臂中部通過銷軸與氣缸連接，氣缸后部通過銷軸與氣缸座連接。所述探頭總成在探頭固定圈內(nèi)處于浮動狀態(tài)，即探頭總成可隨鉆具周向有限運動，但不能轉(zhuǎn)動，滿足了鉆具起下時的周向微運動。所述氣缸可伸長或縮短，氣缸伸長時，探頭輪緊貼鉆具表面，同時在鉆具周向振動時，氣缸起到緩沖作用，氣缸縮短到初始位時，探輪退回初始位置，便于鉆具通過。所述探頭臂與探輪臂的連接有高低位兩種方式，高位連接即對稱的4個探輪臂與探輪臂固定座一連接，低位連接即另外對稱的4個探輪臂與探輪臂固定座二連接，兩組探輪高低錯開，避免了進(jìn)位和退位時的運動干涉。所述探輪可在鉆桿接箍通過時自動退位和復(fù)位，防止鉆桿接箍撞壞探頭。所述探輪緊貼鉆具表面，使霍爾傳感器與鉆具表面保持確定的距離。所述探輪形成磁真空屏蔽，減輕了磁場背壓對鉆具缺陷漏磁場的影響。包括氣缸、氣缸進(jìn)位三通和氣缸退位三通、氣缸進(jìn)位氣管、氣缸退位氣管、氣缸退位快速氣接頭、氣缸進(jìn)位快速氣接頭。所述的氣缸進(jìn)位快速氣接頭與氣缸進(jìn)位氣管連接，然后通過氣缸進(jìn)位三通與氣缸連接； 氣缸退位快速氣接頭與氣缸退位氣管連接，再通過氣缸退位三通與氣缸連接。所述氣缸的氣源氣壓為0. 3 0. 之間。還包括探輪、漏磁信號采集電纜、漏磁信號采集電纜束、漏磁信號采集電纜一和漏磁信號采集電纜二，所述的探輪共8個，每個探輪中間嵌有多個霍爾傳感器，每2個對稱的探輪為1組，共分為4組，4個通道的漏磁信號通過漏磁信號電纜束分別送到漏磁信號采集電纜一和漏磁信號采集電纜二，分別送入上位機進(jìn)入信號處理。所述的漏磁信號采集，采用定量化數(shù)據(jù)分析技術(shù)，采用4通道獨立處理，避免單通道處理的缺陷，實現(xiàn)缺陷的精確分類，減少有用鉆桿的誤判和報廢鉆桿的漏判，由于對鉆桿的壁厚采用 4個獨立通道處理，準(zhǔn)確直觀，檢測設(shè)備的報警門限采用軟件調(diào)整，信號狀況可以采用宏觀或細(xì)化顯示，實現(xiàn)鉆具表面狀態(tài)的精確探傷。所述探頭固定圈，將探輪內(nèi)的霍爾傳感器置于磁真空區(qū)域，由于消除了磁背壓的影響，使鉆具缺陷漏磁信號變大，有利于提高缺陷的檢測信號靈敏度。還包括退磁線圈和固定圈，所述的固定圈安裝在磁化線圈上表面，退磁線圈固定在固定圈上。所述退磁線圈將磁化線圈在鉆具表面產(chǎn)生的磁場進(jìn)行退磁處理。所述探頭總成，分別對應(yīng)常用的三種鉆桿直徑，即對應(yīng)不同的鉆桿直徑，應(yīng)分別安裝不同規(guī)格的探頭總成。對3種規(guī)格的鉆桿，分別設(shè)計了探輪。目前，還很難做到一種探頭同時滿足多種規(guī)格的鉆桿探傷的要求，主要原因是每種規(guī)格鉆桿對應(yīng)的探頭的曲率半徑不同，而根據(jù)信號檢測的要求探頭內(nèi)徑與鉆桿外徑又不能相差太大。磁性檢測探頭被剖分成八部分抱合于被測的鉆桿上，導(dǎo)向塊受氣缸的作用上下移動。檢測時，探頭合攏；檢測完成時，探頭張開。實施例2起鉆工況時，將一種375型自動卡瓦安裝在375型轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)臺內(nèi)，并在自動卡瓦下方安裝刮泥器，然后將本實用新型裝置抬起，從鉆具上方將其往下放，使本實用新型裝置安裝在自動卡瓦左右支撐板組成支撐盤上。上提鉆柱時，當(dāng)其接箍接近探輪，探輪自動退位，讓開接箍，接箍通過后，探輪自動復(fù)位，緊貼在鉆桿表面。起鉆過程中，鉆桿規(guī)格發(fā)生變化后，應(yīng)在自動卡瓦卡持住鉆桿的情況下，卸扣，吊走鉆柱后，根據(jù)鉆桿直徑更換對應(yīng)的探頭總成。當(dāng)檢測完最后一根鉆桿時，將本實用新型裝置從自動卡瓦支撐盤上拆下。需將自動卡瓦取出轉(zhuǎn)盤時，首先拆走安裝在其支撐盤上的本實用新型裝置，然后將卡瓦體上行處于放開位置，轉(zhuǎn)動自動卡瓦轉(zhuǎn)盤銷脫離轉(zhuǎn)盤上的轉(zhuǎn)銷孔，用專用懸吊掛鉤吊出自動卡瓦即可。起鉆時，鉆柱由大小變小，因此當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)鉆桿尺寸變小時，應(yīng)更換探頭總成。實施例3鉆井下鉆工況時，將一種375型自動卡瓦安裝在375型轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)臺內(nèi)，可不安裝刮泥器，然后將本實用新型裝置抬起，從鉆具上方將其往下放，使本實用新型裝置安裝在自動卡瓦左右支撐板組成支撐盤上。下放鉆柱時，當(dāng)其接箍接近探頭，探輪自動退位，待接箍通過后，探輪自動復(fù)位，緊貼在鉆桿表面。下放鉆具過程中，鉆桿規(guī)格發(fā)生變化后，應(yīng)在自動卡瓦卡持住鉆桿的情況下，根據(jù)鉆桿直徑更換對應(yīng)規(guī)格的探頭總成。下鉆時，當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)接入更大規(guī)格的鉆桿時，應(yīng)提前更換對應(yīng)規(guī)格的探頭總成。其余同實施2。實施例4起鉆工況時，將一種275型自動卡瓦安裝在275型轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)臺內(nèi)，并在自動卡瓦下方安裝刮泥器，然后將本實用新型裝置抬起，從鉆具上方將其往下放，使本實用新型裝置安裝在自動卡瓦左右支撐板組成支撐盤上。其余同實施2。
權(quán)利要求1.一種鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，其特征在于包括固定盤、磁化線圈、探頭總成，探頭總成固定在兩個磁化線圈之間，位于下部的磁化線圈固定在固定盤上，固定盤安裝在自動卡瓦左右支撐板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，其特征在于所述磁化線圈勵磁電流為20A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，其特征在于所述的探頭總成包括探輪、探輪臂、探輪臂固定座一、輪臂固定座二、氣缸、氣缸座、探頭固定圈，探輪兩端為導(dǎo)向輪，探輪中部為霍爾傳感器，探輪中部與探輪臂焊接成一體，探輪臂下部通過銷軸與探輪臂固定座一和探輪臂固定座二連接，探頭臂中部通過銷軸與氣缸連接，氣缸后部通過銷軸與氣缸座連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，其特征在于所述探頭臂與探輪臂的連接有高低位兩種方式，高位連接即對稱的4個探輪臂與探輪臂固定座一連接，低位連接即另外對稱的4個探輪臂與探輪臂固定座二連接，兩組探輪高低錯開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，其特征在于所述探輪緊貼鉆具表面，所述探輪形成磁真空屏蔽。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，其特征在于所述氣缸的氣源氣壓為0. 3 0. 6MPa之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，其特征在于所述的探輪共8個，每個探輪中間嵌有多個霍爾傳感器，每2個對稱的探輪為1組，共分為4組，4個通道的漏磁信號通過漏磁信號電纜束分別送到漏磁信號采集電纜一和漏磁信號采集電纜二，分別送入上位機進(jìn)入信號處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，其特征在于還包括退磁線圈和固定圈，所述的固定圈安裝在磁化線圈上表面，退磁線圈固定在固定圈，所述退磁線圈將磁化線圈在鉆具表面產(chǎn)生的磁場進(jìn)行退磁處理。
專利摘要本實用新型公開了一種鉆具井口漏磁探傷儀的傳感器裝置，涉及石油鉆具井口無損檢測設(shè)備的設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，包括固定盤、磁化線圈、探頭總成，探頭總成固定在兩個磁化線圈之間，位于下部的磁化線圈固定在固定盤上，固定盤安裝在自動卡瓦左右支撐板上。本實用新型能夠在起鉆作業(yè)時實現(xiàn)自動化連續(xù)探傷，具有較好的實用性。
文檔編號G01N27/82GK202330359SQ20112048127
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者何莎, 李麗, 江雨蘺, 王豫, 許斌, 譚剛強 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司