CN209495994U - 一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，涉及石油钻井行业高压管汇漏磁检测设备技术领域。其包括励磁机构、基于全向轮的行走机构及信号采集模块，所述励磁机构用于产生激励磁信号，以及磁化所述被测管件；所述信号采集模块与所述励磁机构螺栓连接，用于接收或者感应所述磁信号；所述基于全向轮的行走机构与所述励磁机构螺栓紧固连接。其采用全向轮，可以在高压管汇沿着轴向和周向运动，一次检测后不用取下仪器可以直接滑动一个扫描宽度进行下一次的检测，可对的管件进行在线检测，操作上方便快捷，能提高检测效率。

Description

一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪

技术领域

本实用新型涉及石油钻井行业高压管汇漏磁检测设备技术领域。

背景技术

漏磁检测技术应用到管道、钻杆缺陷检测已将近半个世纪，针对各种不同管径和内外壁缺陷检测开发出的漏磁检测装置也层出不穷。但相关的漏磁检测器比较庞大，一套漏磁检测设备通常只适用于某一固定管径的管道或钻杆检测，并且需要较大的人力物力投入，在短距离和较小直径高压管汇的检测上灵活性差，得不到好的经济效果，对此，研究人员研制的便携式高压管汇外漏磁检测仪很好弥补了这一缺憾。

如公开号为207408346U，公开日为2018年5月25日的中国专利文献公开了一种管件漏磁检测仪，涉及漏磁检测领域，包括：待检测管件（A）；所述待检测管件（A）的外侧套接有励磁机构（B），所述励磁机构（B）与所述待检测管件（A）滑动连接；所述励磁机构（B）上还具有缺陷定位机构（D）;所述励磁机构（B），用于产生磁信号激励，以及磁化所述待检测管件（A），并接收或者感应所述磁信号；所述缺陷定位机构（D），用于确定所述待检测管件（A）缺陷的位置信息。以及一种管件漏磁检测系统。以解决传统的漏磁检测盲区较大以及周向磁化面积过小的问题。

不过，以上述专利文献为代表的现有漏磁检测仪器在使用中也被发现存在一些缺陷：

现有的高压管汇外漏磁检测仪主要采用扫查式的检测，来回扫查检测覆盖高压管汇全部范围，可是检测仪器每完成一次扫查都需要取下在进行下一次的扫查，这样不仅费时费力，而且多次在高压管汇上安放仪器会对其产生损伤。

发明内容

本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，主要解决现有漏磁检测仪只适用固定管径的检测、操作上不便捷，费时费力以及多次安放仪器会对高压管汇产生一定损伤的技术问题。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，其特征在于：包括励磁机构、基于全向轮的行走机构及信号采集模块，所述励磁机构用于产生激励磁信号，以及磁化所述被测管件；所述信号采集模块与所述励磁机构螺栓连接，用于接收或者感应所述磁信号；所述基于全向轮的行走机构与所述励磁机构螺栓紧固连接。

所述励磁机构包括三个磁化单元，所述磁化单元之间铰接，每个磁化单元包括：两个磁铁、一个衔铁、两个极靴，磁铁处于中间位置，分别与衔铁和极靴粘连；在衔铁下方放置所述信号采集模块，信号采集模块与衔铁螺栓连接。

所述信号采集模块通过所述衔铁上方开的两个通孔与所述磁化单元螺栓连接；所述信号采集模块与所述衔铁下方用弹簧支撑。

所述基于全向轮的行走机构包括轴向行走模块和周向行走模块。

所述轴向行走模块包括全向轮、轮轴、轴承、轮架、联轴器、电机支架、直流电机、刹车器和蜗轮蜗杆；所述轴向行走模块中，所述全向轮与所述轮轴用键连接；所述轮轴通过所述轴承与所述轮架连接；所述轮架与所述励磁机构的两侧所述磁化单元前后方向螺栓连接；所述直流电机、所述刹车器、所述减速器配合后立式固定于所述电机支架上，通过所述联轴器同所述蜗轮蜗杆连接，将转动传递给所述全向轮。

所述周向行走模块包括全向轮、轮轴、轴承、轮架、刹车器和步进电机；所述周向行走模块中，所述全向轮与所述轮轴用键连接；所述轮轴通过所述轴承与所述轮架连接；所述轮架与所述励磁机构的两侧所述磁化单元左右方向螺栓连接；所述步进电机与所述刹车器、所述减速器配合后安装在所述轮架上之后，通过所述涡轮传动将转动传递给所述全向轮。

所述直流电机为无刷直流电机。

所述的信号采集模块由霍尔元件组成。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下：

1、本实用新型中，采用励磁机构、基于全向轮的行走机构及信号采集模块组成的高压管汇漏磁检测仪，其采用全向轮，可以在高压管汇沿着轴向和周向运动，一次检测后不用取下仪器可以直接滑动一个扫描宽度进行下一次的检测，可对的管件进行在线检测，操作上方便快捷，能提高检测效率。

2、本实用新型中，磁化单元之间铰接，在对不同管径的高压管汇进行检测时，铰接的分离式结构可随管径调整，以增强检测仪对多种管径检测的适用性。

3、本实用新型采用全向轮作为仪器的前进机构，增加了仪器的灵活性，可以在高压管汇上自由的移动，本实用新型采用轴向行走模块和周向行走模块，可以在高压管汇沿着轴向和周向运动，一次检测后不用取下仪器可以直接滑动一个扫描宽度进行下一次的检测，可对无保温层的管件进行在线检测，操作上方便快捷，省时省力。同时，也大大减小了多次安放仪器时由于吸附力等因素对高压管汇产生的损伤。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为励磁机构与信息采集系统的结构示意图；

图3为行走机构的轴向行走模块结构示意图；

图4为行走机构的周向行走模块结构示意图。

图中标记：

A、被测管件，B、励磁机构，C、基于全向轮的行走机构，D、信号采集模块，1、衔铁，2、磁铁，3、极靴，4、通孔，5、弹簧，6、全向轮一，7、轮轴一，8、蜗轮蜗杆，9、轴承一，10、轮架一，11、联轴器，12、电机支架，13、减速器一，14、直流电机，15、刹车器一，16、全向轮二，17、轮轴二，18、轴承二，19、轮架二，20、减速器二，21、步进电机，22、刹车器二，23、涡轮。

具体实施方式

作为本实用新型的最佳实施例，其具体实施方式如下：

图1是本发明实施例的一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪的结构示意图。如图1所示，一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，被测管件A；检测仪包括：励磁机构B、基于全向轮的行走机构C、信号采集模块D。

在图1中，励磁机构B，用于磁化待检测管件A，励磁机构B产生闭合磁信号激励穿过被测管件A，因为被测管件A有腐蚀缺陷，并非所有闭合磁信号激励都可穿过磁化待检测管件A的内部，信号采集模块D接收未能穿过被测管件A（即，缺陷上方溢出的磁信号）的磁信号；信号采集模块D处在励磁机构B下方与励磁机构B螺栓连接，这种螺栓连接可以控制信号采集模块D上下移动的距离；励磁机构B与被测管件A之间的完成要依靠基于全向轮的行走机构C，基于全向轮的行走机构C包括轴向行走模块和周向行走模块，轴向行走模块与励磁机构B的两侧磁化单元前后方向螺栓紧固连接，周向行走模块与励磁机构B的两侧磁化单元左右方向螺栓紧固连接；励磁机构B通过行走机构C在被测管件A外侧表面进行滑行。

本发明图1中一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪实施例的励磁机构与信息采集系统的结构示意图；如图2所示，励磁机构B三个磁化单元铰接而成，每个磁化单元包括：2个磁铁2、1个衔铁1、2个极靴3。磁铁2处于中间位置，分别与衔铁1和极靴3粘连；在衔铁2下方放置信号采集模块D，信号采集模块D与衔铁螺栓连接，进而控制信号采集模块D的升降。

具体地说，在图2中，永磁铁2是磁化结构的励磁源，为磁路提供磁通势；图1中的励磁机构B是用来磁化被测管件A，产生励磁的部件，励磁机构B核心部件是中间部位的磁铁2，中间部位磁铁使用N52强磁铁；极靴3的作用是保护永磁铁，防止因碰撞、摩擦导致磁铁损坏，同时能够增加磁场的均匀性。衔铁1在磁路中起到导磁作用，它把磁路各部分串联在一起，形成闭合的磁回路，衔铁1上开了两个通孔4用来固定安装信号采集模块D的。在衔铁1下方两磁铁2中间放置信号采集模块D，与衔铁2下方用弹簧5支撑。信号采集模块D内部放有15个霍尔元件（即，磁敏感元件），霍尔元件用来接收缺陷产生的漏磁场信号。

图3是本发明图1中一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪实施例的行走机构的轴向行走模块结构示意图。如图3所示，轴向行走模块E，包括：全向轮一6、轮轴一7、轴承一9、轮架一10、联轴器11、电机支架12、无刷直流电机14、减速器一13、刹车器一15、涡轮传动8；轴向行走模块E中，全向轮一6与轮轴一7用键连接；轮轴一7通过轴承一9与所述轮架一10连接；轮架一10与励磁机构B的两侧磁化单元前后方向螺栓紧固连接。

具体地说，在图3中，本次漏磁检测装置设计中选择沿高压管汇轴向磁化的行走方式，在励磁机构B的两端分别布置一对全向轮一6，考虑到电机尺寸对检测过程的影响，将直流电机14、刹车器一15、减速器一13配合后立式固定于电机支架12上，通过联轴器11同蜗轮蜗杆8连接，将转动传递给全向轮一6。模块中驱动直流电机14选择空心杯直流无刷电机，其采用霍尔元件作为位置传感器。相较于传统直流电机，无刷电机避免了运转时的电磁干扰和机械损耗，并且体积小，转矩性能好，启动电流小，不产生火花，能更好适应高压管汇漏磁检测现场的苛刻条件。根据对励磁机构B水平行走和竖直爬壁的试验，选择55W直流无刷电机14，配合使用行星齿轮减速机13，单组驱动装置额定扭矩达到2.058Nm，效率86%，能满足检测装置的驱动。

图4是本发明图1中一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪实施例的行走机构的周向行走模块结构示意图；如图4所示，周向行走模块F，包括：全向轮二16、轮轴二17、轴承二18、轮架二19、刹车器二22、步进电机21、减速器二20。周向行走模块F中，全向轮二16与轮轴二17用键连接；轮轴二17通过轴承二18与轮架二19连接；轮架二19与励磁机构B的两侧所述磁化单元左右方向螺栓紧固连接。

具体地说，在图4中，在励磁机构B两侧分别布置一对可以沿管壁周向驱动行走的全向轮二16，轮轴线布置与之前行走方向全向轮一6轴线垂直，以解决漏磁检测仪在一次扫描结束之后换向的问题。驱动电机21直接选用刹车步进电机42BK-06，能阻止电机因工作负载自然下滑或外力水平移动，保持步进电机工作停止时的原位状态。该步进电机21制动力矩0.6Nm，保持转矩达到0.8Nm，配合使用行星减速器二20，加强传动效果，额定转矩达到3Nm。将步进电机21与刹车器二22、减速器二20配合后安装在轮架二19上之后，通过涡轮传动23将转动传递给全向轮二16。

Claims (8)

1.一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，其特征在于：包括励磁机构（B）、基于全向轮的行走机构（C）及信号采集模块（D），所述励磁机构（B）用于产生激励磁信号，以及磁化所述被测管件（A）；所述信号采集模块（D）与所述励磁机构（B）螺栓连接，用于接收或者感应所述磁信号；所述基于全向轮的行走机构（C）与所述励磁机构（B）螺栓紧固连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，其特征在于：所述励磁机构（B）包括三个磁化单元，所述磁化单元之间铰接，每个磁化单元包括：两个磁铁（2）、一个衔铁（1）、两个极靴（3），磁铁（2）处于中间位置，分别与衔铁（1）和极靴（3）粘连；在衔铁（1）下方放置所述信号采集模块（D），信号采集模块（D）与衔铁（1）螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，其特征在于：所述信号采集模块（D）通过所述衔铁（1）上方开的两个通孔（4）与所述磁化单元螺栓连接；所述信号采集模块（D）与所述衔铁（1）下方用弹簧（5）支撑。

4.根据权利要求3所述的一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，其特征在于：所述基于全向轮的行走机构（C）包括轴向行走模块和周向行走模块。

5.根据权利要求4所述的一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，其特征在于：所述轴向行走模块包括全向轮、轮轴、轴承、轮架、联轴器（11）、电机支架（12）、直流电机（14）、刹车器和蜗轮蜗杆（8）；所述轴向行走模块中，所述全向轮与所述轮轴用键连接；所述轮轴通过所述轴承与所述轮架连接；所述轮架与所述励磁机构（B）的两侧所述磁化单元前后方向螺栓连接；所述直流电机（14）、所述刹车器和减速器配合后立式固定于所述电机支架（12）上，通过所述联轴器（11）同所述蜗轮蜗杆（8）连接，将转动传递给所述全向轮。

6.根据权利要求5所述的一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，其特征在于：所述周向行走模块包括全向轮、轮轴、轴承、轮架、刹车器和步进电机（21）；所述周向行走模块中，所述全向轮与所述轮轴用键连接；所述轮轴通过所述轴承与所述轮架连接；所述轮架与所述励磁机构（B）的两侧所述磁化单元左右方向螺栓连接；所述步进电机（21）与所述刹车器和减速器配合后安装在所述轮架上之后，通过涡轮（23）传动将转动传递给所述全向轮。

7.根据权利要求5所述的一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，其特征在于：所述直流电机（14）为无刷直流电机。

8.根据权利要求2所述的一种基于全向轮的高压管汇漏磁检测仪，其特征在于：所述的信号采集模块（D）由霍尔元件组成。