CN101551360A - 一种石油钻杆微裂纹的磁记忆检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油钻杆微裂纹的磁记忆检测装置，包括：机架和检测环，检测环设置在机架上，并可套装在钻杆上，所述检测环上设置有用于对所述钻杆进行检测的磁记忆传感器；在机架上设置有用于驱动该机架沿钻杆轴向移动的第一驱动装置。本发明可以实现对石油钻杆微观损伤和应力集中的非接触无损检测，从而为钻杆分级管理提供依据。它的主要特点是：无需专门的磁化装置，体积小，重量轻。

Description

一种石油钻杆微裂纹的磁记忆检测装置

技术领域

本发明涉及一种钻杆检测装置，特别涉及一种石油钻杆微裂纹的磁记忆检测装置。

背景技术

石油钻杆在使用过程中，受力状态十分复杂。既有静载，又有冲击载荷，承受着拉、压、弯、扭等复杂的交变载荷，并受高温高压和腐蚀等的恶劣环境的影响，钻杆会因为磨损、腐蚀和疲劳等原因而失效。近年来，随着石油工业的发展，钻井工程向复杂地质条件下深井超深井、高温高压和高含H₂S/CO₂酸性气体的作业环境发展，使钻柱的工况更加恶劣，因钻具疲劳损伤而导致的钻井事故日趋频繁，尤其是在钻杆加厚的过渡带，绝大多数钻杆损伤发生在该区域。目前在石油工程领域通常采用无损检测方法来检测钻杆缺陷，实际钻井工程对钻具完整性提出了更高的要求，钻具检测业务量大幅增长，在此情况下，为满足实际生产的需要，钻具检测技术呈现以下发展趋势：

1.检测的自动化程度进一步提高，实现钻具快速探伤、尺寸测量、直线度测量、壁厚检测、喷标和自动分级等功能的一体化已成重要发展趋势；

2.早期诊断技术迅速发展，为防止微观损伤导致一次下井而发生疲劳破坏，对钻具早期微观缺陷的检测提出了更加明确的要求。

但现有的钻杆检测装置主要存在两大缺点：1.存在较大的检测盲区，无法检测钻杆接头到管体之间的加厚过渡带，为满足高速检测中避让接头的需要，在检测机构设计上牺牲了钻杆加厚过渡带，而大量的实践证明，绝大多数钻杆损伤发生在该区域，因此漏检现象十分严重；2.损伤检测探头易磨损，由于采用检测瓦片保持与高速移动钻杆管体接触，检测探头使用寿命短，导致检测成本较高。

发明内容

本发明针对常规检测装置存在较大检测盲区和检测探头易磨损问题，提供了一种石油钻杆微裂纹的磁记忆检测装置，能够消除监测盲区，保证传感器的零磨损。

为了解决上述问题，本发明提供的一种石油钻杆微裂纹的磁记忆检测装置包括：机架和检测环，检测环设置在机架上，并可套装在钻杆上，所述检测环上设置有用于对所述钻杆进行检测的磁记忆传感器；在机架上设置有用于驱动该机架沿钻杆轴向移动的第一驱动装置。

优选地，所述检测环为两个，所述两个检测环同轴设置在所述机架上。

优选地，所述检测环由两个半环组成，所述机架上还设置有用于控制两个检测环的两个半环开启的第二驱动装置。

优选地，所述第一驱动装置包括：滚轮和驱动该滚轮旋转的电机。

优选地，所述第二驱动装置包括：导轨，导轨设置在所述机架上，在所述导轨上安装有可沿该导轨移动的第一滑块和第二滑块，所述第一滑块上安装有第一悬臂，所述第二滑块上安装有第二悬臂，所述检测环的一个半环设置在第一悬臂上，所述检测环的另一个半环设置在第二悬臂上。

优选地，每个所述检测环上沿周向均布有多个所述磁记忆传感器。

优选地，还包括支撑架，所述机架可水平滑动地设置在该支撑架上。

优选地，还包括举升机构，所述举升机构将待检的所述钻杆举升至与检测位置。

本发明通过磁记忆传感器对钻杆进行非接触式的检测，具有如下的优点和特点：

1、本发明可以实现对石油钻杆微观损伤和应力集中的非接触无损检测，从而为钻杆分级管理提供依据。它的主要特点是：无需专门的磁化装置，体积小，重量轻；

2、采用非接触式检测方式，探头零磨损；

3、磁记忆传感器灵敏度高，提离效应低；

4、无检测盲区，对钻杆加厚过渡带的各类缺陷十分敏感；

5、具备早期损伤诊断能力，对应力集中敏感，可检测的缺陷包括钻具的内外腐蚀、裂纹、刺漏等。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的立体结构示意图；

图3为现场检测状态示意图。

具体实施方式

下面配合附图及具体实施例对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1、2所示，本发明磁记忆检测装置包括：机架1和检测环2，检测环2为两个，检测环2可套装在钻杆5上，两个检测环2分别均由两个半环21、22组成，机架1上设置有用于控制两个检测环2的两个半环21、22径向移动开启的第二驱动装置4。当然，也可以是扇形打开或横向移开地移动，以将两个半环21、22打开。两个检测环2上设置有用于对钻杆5进行检测的磁记忆传感器6，本实施例中，两个检测环2上沿周向分别设置有16个磁记忆传感器6，这样可以确保检测在周向上不存在盲区；在机架1上还设置有用于驱动机架1沿钻杆5轴向移动的第一驱动装置3。

如图1所示，第一驱动装置3包括：电机盒31、滚轮33和驱动滚轮33旋转的电机32，电机盒31安装在机架1上，电机32安装在电机盒31内，滚轮33安装在电机32的输出轴上。在本发明的实施例中，第一驱动装置3有两个，如图1、2所示，对称设置在机架1上，并形成一定的夹角，对称设置的滚轮33压靠在钻杆5上，当需要驱动机架1沿钻杆5轴向移动时，通过电机32驱动滚轮33旋转，即可使机架1在钻杆5上移动。

第二驱动装置4包括导轨46，导轨46设置在机架1上，在导轨46上安装有可沿该导轨46移动的第一滑块41和第二滑块42，第一滑块41上安装有第一悬臂43，第二滑块42上安装有第二悬臂44，两个检测环2的一个半环21设置在第一悬臂43上，两个检测环2的另一个半环22设置在第二悬臂44上，两个检测环2同轴设置在第一悬臂43和第二悬臂44上。

在使用时，第一滑块41和第二滑块42沿导轨46往互相远离的相反方向移动，这样两个半环21、22就开启，然后再通过举升装置9将钻杆5举起放入到与两个半环21、22同轴的位置，并压靠在滚轮33上，再使第一滑块41和第二滑块42沿导轨46往互相靠近的方向移动，这样两个半环21、22就套在钻杆5上。然后再通过第一驱动装置3的电机32驱动滚轮33，机架1就沿钻杆5的轴向移动，从而使设置在检测环2内的磁记忆传感器6对钻杆5进行非接触式的无损检测，再将检测的数据通过数据采集器传送到计算机进行处理，从而得到钻杆5微裂纹等检测结果。

此外，如图3所示，本发明还设置有用于在现场传递或是举升钻杆5的举升机构9和支撑架7上。举升机构9包括：举升缸91、92，用于将待检钻杆5传送至检测环2的高度。

作业开始前，检测环2的两个半环21、22开启，通过举升缸91、92将钻杆举至靠在滚轮33的位置，此时再通过第一滑块41和第二滑块42将两个半环21、22合在一起，检测环2就套在钻杆5上。通过控制电机32，使机架1沿钻杆5移动，同时通过磁记忆传感器6进行缺陷检测，并将检测的结果通过数据采集器传送给计算机进行相应的数据处理，数据采集器与计算机之间的通讯方式可以选择以太网连接。

本发明实现了对石油钻杆5的分级管理，避免钻井过程中由于钻杆5失效造成的重大经济损失。同时，本发明具备早期损伤诊断能力，对应力集中敏感，可检测的缺陷包括钻具的内外腐蚀、裂纹、刺漏等。

虽然本发明已利用前述具体实施例详细揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1、一种石油钻杆微裂纹的磁记忆检测装置，其特征在于，包括：机架和检测环，检测环设置在机架上，并可套装在钻杆上，所述检测环上设置有用于对所述钻杆进行检测的磁记忆传感器；在机架上设置有用于驱动该机架沿钻杆轴向移动的第一驱动装置。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测环为两个，所述两个检测环同轴设置在所述机架上。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测环由两个半环组成，所述机架上还设置有用于控制两个检测环的两个半环开启的第二驱动装置。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括：滚轮和驱动该滚轮旋转的电机。

5、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二驱动装置包括：导轨，导轨设置在所述机架上，在所述导轨上安装有可沿该导轨移动的第一滑块和第二滑块，所述第一滑块上安装有第一悬臂，所述第二滑块上安装有第二悬臂，所述检测环的一个半环设置在第一悬臂上，所述检测环的另一个半环设置在第二悬臂上。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述检测环上沿周向均布有多个所述磁记忆传感器。

7、如权利要求1至6任一所述的装置，其特征在于，还包括支撑架，所述机架可水平滑动地设置在该支撑架上。

8、如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括举升机构，所述举升机构将待检的所述钻杆举升至与检测位置。

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