專利名稱：抽油桿渦流檢測探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所涉及的抽油桿渦流檢測探頭屬于渦流無損檢測技術(shù)。
有桿泵抽油是當(dāng)前原油生產(chǎn)中的重要裝置，而抽油桿是這種裝置的關(guān)鍵采油機(jī)件，用量很大。然而抽油桿在制造、運輸、使用過程中，由于各種原因產(chǎn)生表面裂紋等表面缺陷，而引起抽油桿在油井下的斷裂事故，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，對抽油桿表面裂紋的無損檢測，是當(dāng)前各油田迫切需要解決的一項技術(shù)。目前國外對抽油桿桿體表面裂紋的無損檢測是采用以漏磁為基礎(chǔ)的自動探傷裝置，這種裝置，對開裂很窄的裂紋靈敏度不高(而抽油桿表面裂紋一般都很窄)，且磁敏元件易損壞，檢測速度慢。國內(nèi)，中國科學(xué)院金屬研究所等單位同遼河油田共同研制的抽油桿桿體檢測裝置采用渦流探傷法的檢測裝置，這種裝置能探測出深度不小于0.3mm的橫向裂紋，但這種裝置的探頭是由三個繞有線圈的薄片形鐵氧體磁芯橫向或縱向并排而成的，只能以抽油桿轉(zhuǎn)動、探頭移動或探頭轉(zhuǎn)動，抽油桿移動的方式進(jìn)行檢測，其機(jī)械實現(xiàn)較困難，使用不夠方便。
本發(fā)明的目的在于研制一種探頭與抽油桿均不轉(zhuǎn)動，探頭只作直線運動，使用方便，效率高，易于推廣應(yīng)用的抽油桿桿體渦流檢測探頭。
本發(fā)明的抽油桿桿體渦流檢測探頭是采用園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭，即將一組由磁芯及線圈組成的帶有隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的探頭組件，沿周向均勻分布的方式均勻地安裝在可分、合的園盤結(jié)構(gòu)探頭架上，而構(gòu)成園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭。探頭組件由兩個相同的分別繞有線圈的扁平薄片磁芯組成的差動式探頭，通過限位銷子與探頭安裝架及隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)成一整體。差動式探頭固定在探頭安裝架上，隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的調(diào)節(jié)螺桿，其尾部套裝螺旋壓縮彈簧，其頭部裝入П形觸塊的對稱位置的螺孔中，并通過П形觸塊插入探頭安裝架的兩條形槽內(nèi)滑動，且П形觸塊與被測工件接觸的兩端部各鑲嵌耐磨材料，限位銷子裝在安裝架尾部兩側(cè)對應(yīng)位置孔中，且卡入調(diào)節(jié)螺桿的環(huán)形槽內(nèi)。
本發(fā)明的各扁平薄片磁芯線圈是采用串、并聯(lián)的差動式聯(lián)接方法，將多探頭的多信號變成單通道輸出。即對于采用上、下兩排探頭組件構(gòu)成的雙層園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭，是將上排兩扁平薄片磁芯的各上片磁芯線圈和下排兩扁平薄片磁芯的各上片磁芯線圈分別各自首尾相串聯(lián)后，再并聯(lián)成AC線段;而上排兩扁平薄片磁芯的各下片磁芯線圈和下排兩扁平薄片磁芯的各下片磁芯線圈分別各自首尾相串聯(lián)后，再并聯(lián)成BD線段，然后將AC線段與BD線段聯(lián)成差動式的單通道輸出;或者將上、下兩排的兩扁平薄片磁芯的各上片磁芯線圈和各下片磁芯線圈分別各自首尾串聯(lián)成AC線段與BD線段，再將AC線段與BD線段聯(lián)成差動式的單通道輸出。對于采用一排探頭組件的園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭，則將兩扁平薄片磁芯的各上片磁芯線圈與各下片磁芯線圈分別各自首尾串聯(lián)成AC線段和BD線段，再將AC線段與BD線段聯(lián)成差動式單通道輸出線。
由于本發(fā)明是采用裝有隨抽油桿直徑變化能徑向靈活移動的隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的可分、合的園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭，且各磁芯線圈以串、并聯(lián)差動式的聯(lián)接方法構(gòu)成單通道輸出，因而能實現(xiàn)抽油桿與探頭均不轉(zhuǎn)動，探頭只作直線移動的，使用方便的，經(jīng)濟(jì)的，效率高的，便于推廣應(yīng)用的特點。
附

圖1.抽油桿形狀示意圖。
附圖2.抽油桿桿體渦流檢測的園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭示意圖。
附圖3.磁芯線圈線路聯(lián)接原理圖。
由附圖1可知，抽油桿分為桿體(1)，過渡區(qū)(2)和端部(3)三個不同形狀的部分，其中桿體(1)約8米長。
下面結(jié)合附圖2敘述抽油桿桿體渦流檢測的園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭的一種實施例。它是采用雙層探頭組件的園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭，即將8個探頭組件分成兩組，沿周向均布的方式分上、下兩層(兩排)均勻地裝在由蓋板(4)、底盤套(9)和底盤(10)所構(gòu)成的可分、合的探頭園盤架上。探頭組件由兩個完全相同的繞有線圈(1)的扁平薄片磁芯(2)組成的差動式探頭通過限位銷子(6)與探頭安裝架(3)以及隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)成一整體。差動式探頭固定在探頭安裝架(3)上。隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由套有壓縮彈簧(7)的調(diào)節(jié)螺桿(8)裝入П形觸塊(5)對稱位置的螺孔中，并通過П形觸塊(5)插入探頭安裝架(3)的兩條形槽內(nèi)。П形觸塊(5)與被測工件接觸的兩端都各鑲嵌耐磨材料。限位銷子(6)裝在探頭安裝架(3)尾部兩側(cè)對應(yīng)位置孔中，且同時卡入調(diào)節(jié)螺桿(8)的環(huán)形槽內(nèi)。在檢測抽油桿桿體的過程中，當(dāng)可分、合的園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭沿抽油桿桿體作軸向移動時，由于每個探頭組件都裝有隨抽油桿直徑變化能徑向靈活移動的隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可使每個探頭與被測工件表面的距離保持恒定，避免園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭在移動過程中因工件表面粗糙而產(chǎn)生振動引起眾多的提離信號。
附圖3，介紹了探頭組件分上、下兩層安裝時，磁芯線圈的兩種聯(lián)接方法的原理圖。
方法之一，如附圖3的(a-1)與(a-2)所示。
圖(a-1)是先分別將上層的上片四個扁平薄片磁芯的四個線圈1、2、3、4首尾相聯(lián)與下層的上片四個扁平薄片磁芯的四個線圈5、6、7、8首尾相聯(lián)后，再并聯(lián)成AC線。
同理，圖(a-2)也是先分別將上層的下片四個扁平薄片磁芯的四個線圈9、10、11、12首尾串聯(lián)與下層的下片四個扁平薄片磁芯的四個線圈13、14、15、16首尾串聯(lián)后，再并聯(lián)成BD線。
然后將AC線與BD線聯(lián)接成差動式的單通道輸出。
方法之二，如圖5(b)所示。它是將上、下兩層的上片八個扁平薄片磁芯的八個線圈1、2、3、4、5、6、7、8首尾串聯(lián)成AC線，而上、下兩層的下片八個扁平薄片磁芯的八個線圈9、10、11、12、13、14、15、16首尾串聯(lián)成BD線，然后再將AC線與BD線接成差動式的單通道輸出。
如果探頭組件是以一排安裝時，則只要將各線圈首尾串聯(lián)即可。
由于本發(fā)明采用上述串、并聯(lián)差動式聯(lián)接方法，將多個探頭的多信號變成了單信號輸出，從而解決了單頻渦流儀測試多探頭信號的問題，因而既經(jīng)濟(jì)、簡單，又使用方便，效率高。
權(quán)利要求
1.一種抽油桿渦流檢測探頭，其特征在于將一組由磁芯線圈組成的帶有隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的探頭組件沿周向均布的方式均勻地安裝在可分、合的園盤探頭架內(nèi)，構(gòu)成園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油桿渦流檢測探頭，其特征在于探頭組件由兩個分別繞有線圈的扁平薄片磁芯組成差動式探頭，固定在探頭安裝架上，通過限位銷子與隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)成一整體。隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由套有彈簧的調(diào)節(jié)螺桿裝入П形觸塊對稱位置的螺孔中，并通過П形觸塊插入探頭安裝架的條形槽內(nèi)，限位銷子裝在探頭安裝架尾部兩側(cè)對應(yīng)位置孔中，且卡入調(diào)節(jié)螺桿的環(huán)形槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抽油桿渦流檢測探頭，其特征在于П形觸塊與被測工件接觸的兩端部各鑲嵌耐磨材料。
4.一種抽油桿渦流檢測探頭，其特征在于將扁平薄片磁芯上的各線圈以串、并聯(lián)的差動式聯(lián)接方法將多探頭的多信號構(gòu)成單通道輸出，對于采用上、下兩排探頭組件構(gòu)成的園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭，是將上排兩扁平薄片磁芯的各上片磁芯線圈和下排兩扁平薄片磁芯的各上片磁芯線圈分別各自首尾相串聯(lián)后再并聯(lián)成AC線段，而上排兩扁平薄片磁芯的各下片磁芯線圈和下排兩扁平薄片磁芯的各下片磁芯線圈分別各自首尾相串聯(lián)后，再并聯(lián)成BD線段，然后再將AC線段與BD線段聯(lián)接成差動式的單通道輸出;或者將上、下兩排兩扁平薄片磁芯的各上片磁芯線圈和各下片磁芯線圈分別各自首尾串聯(lián)成AC線段與BD線段，再將AC線段與BD線段聯(lián)接成差動式的單通道輸出;對于采用一排探頭組件構(gòu)成的園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭，則將兩扁平薄片磁芯的各上片磁芯線圈與各下片磁芯線圈分別各自首尾串聯(lián)成AC線段和BD線段，再將AC線段與BD線段聯(lián)接成差動式的單通道輸出。
全文摘要
一種抽油桿渦流檢測探頭屬渦流無損檢測技術(shù)。它的特點是將一組探頭組件沿周向均布分式均勻地安裝在可分、合的圓盤探頭架內(nèi)，構(gòu)成園盤式組合結(jié)構(gòu)探頭。探頭組件由兩個相同的分別繞有線圈的扁平薄片磁芯組成差動式探頭固定在探頭安裝架上，并通過限位銷子與隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)成一整體。隨動自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由套有彈簧的調(diào)節(jié)螺桿及形觸塊組成。繞在磁芯上的各線圈以串、并聯(lián)的差動式聯(lián)接方法，將多探頭的多信號變成單信號的單通道輸出，實現(xiàn)了單頻渦流儀測試多信號的問題。
文檔編號G01N27/90GK1067966SQ9110708
公開日1993年1月13日 申請日期1991年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月19日
發(fā)明者王素菊, 孫雨施, 歐陽天鶴, 居美華 申請人:南京航空學(xué)院