石油钻杆接头超声波检测方法研究答辩稿
超声波在石油钻杆损伤检测中的应用
（ ｉｉｇＴ ｂ ｌｒ ｏ ｌ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ， ｈ ｎ ｙ ａ ｅｒ ｌｕ Ｅ ｐｏ ａｉ ｎＢ ｒ ａ ， ｕ ａ ｇ Ｈｅ ａ ５ ３ １ Ｄｒ ｌ ｕ ｕ ａ ｏ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｐ ｒｍｅ ｔ ｏ ｇ ｕ ｎ Ｐ ｔ ｅ ｍ ｘ ｌｒ ｔ ｕ ｅ ｕ Ｐ ｙ ｎ ， ｎ ｎ ４ ７ ２ ） ｌｎ Ｔ ｎ Ｚ ｏ ｏ
效性 。
关 键 词 ：超 声 波 ；５ 钻杆 ；腐 蚀 疲 劳 ； 裂 纹 缺 陷 ；探 伤 ；应 用
Ｄ ： １ ． ９ ９ ｉｎ １ ７ —６ ９ ．０１ ．５ Ｏ ７ ＯＩ ５ ６ Ｍ．ｓ． ６ １ ５ ６２ １Ｏ ．Ｏ ｏ ｓ
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钻杆加厚过渡带超声波检测技术探讨
【 摘要】 随着定 向井 、 水平井的 不断增 多在钻 井生产现场发 生的钻 力 的超 声 波 导 入 钢 管 中 ，在 遇 到前 后 声 阻 抗 不 一 致 的 交 界 面 时 ，
产生 回波 ， 系统可检测 到这些 回波 ， 并 杆加厚过 渡带刺 穿事故频发 ，对钻杆加厚过 渡带进行无损检测是 部 分声波会被反 射 回来 ， 避免钻 井生产 中加厚过 渡带部位刺 漏事故 最有效手段 。重点介绍 进行放 大处理 ， 转换成数字信 号 ， 呈 现在屏幕上 ， 反射 回来的能量 了超 声波检 测方法 ， 并分析其特点和存在的缺 陷。 大小 与交 界面两 边介质 声阻抗 的差异 和交界 面 的取 向 、大小有 关 。其原理如 图 １ 所示 。检测系统配套 的分析软件可 以接人传感 【 关键词 】 检测技 术 超 声波 钻杆加厚过渡 带 器及 编码 器信号 自动采 集 ， 从而 对缺 陷进行定性 定量 、 以及波形 显示 、 打印 直 接 接 触 法 和 水 浸 法 。由于 直 接 接 触法 检 测 情 况 需 要 信号 ， 并能通过记 录软件进行保存 。 四、 超 声 波 检 测 的发 展 方 向预 测 探 头 楔 块 做 良好 的 声 耦 合 ，还 取 决 于 被 检 工 件 表 面 的 平 行 度 、 平 根据 近年来 的发展趋 势和工业 生产实际 的需 求 ， 今后 的过渡 整 度和粗糙度 ， 而且这种方法 不能实现 连续作业 多用于操作 人员 带超 声波检测将朝着 数字化 、 自动化 、 智能化 的方 向发展 ， 各种自 手 工探伤 。相 比之下 ， 水浸法不需要 探头与被检工件直接接 触 ， 克 动扫 描 、 自动定位与 跟踪 检测的系统将会得到深入 的研究 。另外 ， 服 了直 接接触 法 的上述 缺点 ， 降低 了成本 ， 并 易于实 现 自动 化探 由于受超声 波 波长 的限制 ， 对 薄壁管 的检测精度 较低 ， 只适合 厚 伤， 从而应用 前景更好 。 同时对管体 的介质要求 较高。当缺陷不规则时 ， 将 出现多次 超 声 水 浸 法 检 测 的 原 理 是 由超 声 换 能 器 发 射 出 来 的 超 声 波 壁管 ， 或检测工件 （ 如过渡 带的形状 ） 不规制时会 出现影 响信 通 过水介质 （ 工件 放在水 中 ） ， 入射到被 检工件 （ 钢管 ） 上 并 在 工 件 反射 回波 ， 从而对信号 的识别和 缺陷 的定 位提 内传播 ， 经过 内壁或 工件 内不连续 处反 射 ， 反射 回来 的信号 经采 号强 度和反射 回波显 示位置 ， 集 卡接 收 。当工件 中无缺 陷时 ， 不产生 超声 回波信 号 ； 当有 缺陷 出了较 高要求 。当前超声波检测 的发展方 向主要 为提高对细小缺
钻杆失效分析及超声检测技术分析
钻杆失效分析及超声检测技术分析本文从钻杆端区3种失效类型出发，分析其失效原因，并采用超声波探伤检测的方式，对钻杆端区检测波形进行分析，主要对钻杆裂纹、腐蚀坑进行定性定量分析，为对钻杆进行综合评价提供科学依据。
前言：在钻井过程中，钻杆是最常使用的钻具，它在井下会受到拉力、压力、弯曲应力、干扰力等各种力的组合，并且在钻进中还要在其内部通过具有一定腐蚀性的泥浆所有这些因素都会钻杆造成较大的损坏，而在这些因素造成的损坏当中，以钻杆端区出现的事故最多，钻杆刺漏、断裂多发生在钻杆端区位置，因此，对钻杆端区进行超声波检测就显得十分重要。
钻杆失效分析钻杆端区的失效分为3种，即裂纹、刺穿和断裂，这些失效通常是由钻杆内的腐蚀坑造成的，而腐蚀坑是由于钻杆长期在井下作业中收到各种交变应力及泥浆腐蚀冲刷形成，钻杆外壁的腐蚀较浅并且比较均匀，而内部的腐蚀则不同，由于钻杆的长期使用，使得原先在钻杆内壁的涂层部分脱落，裸露的部分在各种交变应力及泥浆腐蚀冲刷下很快就会形成点蚀坑，钻杆端区部位处在一个内径变化区，因此涂层脱落现象较为严重，而这样的点蚀坑出现的也较多，并且腐蚀得较为严重。
在钻井过程中，在点蚀坑的应力集中区诱发裂纹的产生→裂纹在交变应力的作用下扩展→迅速扩展→贯通管体→在管子圆周方向开裂导致泥浆刺漏或钻杆折断。
下面是根据美国石油协会（API）近几年对于钻杆失效部位的数据统计图。
图1 钻杆失效部位统计图从图中可以看到，在钻杆端区部分，缺陷发生率最高的是钻杆内外螺纹加厚端过渡带。
整体上看，母扣端的缺陷分布状况高于公扣端。
这样，借助规律图分析钻杆的端区检测范围，从母扣端至管体1.2m，从公扣端到管体0.9m，用超声波探头做360°覆盖扫查，以保证端区检测的准确性。
便携式超声波设备检测技术腐蚀坑和裂纹是钻杆端区和消失端最为常见且危害最大的缺陷，利用超声波横波检测技术可以检测出裂纹和腐蚀坑的存在。
一旦发现裂纹，不管大小，钻杆必须报废，而腐蚀坑的大小则需要测量该点的剩余壁厚，再依此判断钻杆的级别状况。
石油钻杆接头超声波检测方法研究答辩稿
石油钻杆接头超声波检测方法研究答辩稿尊敬的评委、审稿人，大家好。
首先，我要感谢评委们对我的毕业论文进行评审，并且提出宝贵的意见和建议。
我非常珍惜这次答辩的机会，今天，我将为大家介绍我的研究成果，《石油钻杆接头超声波检测方法研究》。
石油钻杆接头是石油钻探中使用的重要零部件，其质量直接影响到石油钻探的安全和效率。
然而，由于工作环境复杂和接头内部结构特殊，传统的检测方法不能满足实际需要。
因此，本研究旨在探索一种新的超声波检测方法，以提高石油钻杆接头的质量控制和可靠性。
首先，我对石油钻杆接头的结构进行了详细的了解和分析。
通过观察和实验，我发现接头内部存在一些微小的缺陷，如裂纹和气孔等。
这些缺陷会影响接头的耐压性能和使用寿命。
因此，对接头进行有效的检测是非常重要的。
接着，我根据超声波在材料中传播的原理，设计了一套完整的检测系统。
该系统由超声波发生器、传感器、信号处理器和数据显示仪器等组成。
在实验过程中，我选取了不同类型和规格的石油钻杆接头进行测试，并记录了超声波传播和反射的数据。
通过分析这些数据，我可以判断出接头内部缺陷的位置和大小。
为了验证这种超声波检测方法的准确性和可靠性，我还进行了一系列对比试验。
我将超声波检测方法与常用的X射线检测方法进行了比较，并对比了两种方法的敏感性和检测时间。
结果显示，超声波检测方法相对X射线检测方法更加快速和准确，能够更好地检测出接头内部的微小缺陷。
此外，在实验过程中，我还发现了一些问题和不足之处，并提出了相应的改进方案。
例如，为了减小背景噪音的影响，我可以进一步优化超声波检测系统的各个部件，提高信号的噪音比。
同时，我还可以引入机器学习等新技术，提高检测算法的准确性和稳定性。
最后，我对本研究的重要意义进行了总结和展望。
我认为，石油钻杆接头超声波检测方法的研究不仅可以提高石油钻探的安全性和效率，减少事故和损失，还可以为相关行业的技术创新和发展提供有力的支撑。
感谢大家的聆听！。
超声波测量钻井卡点的方法研究
超声波测量钻井卡点的方法研究1. 引言1.1 背景介绍钻井是石油勘探和开发中的重要环节，而钻井过程中的卡点问题是制约钻井效率和安全性的重要因素之一。
一旦钻井出现卡点，将导致钻井设备受损、作业周期延长、成本增加甚至有可能造成事故。
及时准确地检测和解决钻井卡点问题对于提高钻井作业效率、降低成本、保障安全具有重要意义。
目前，钻井卡点的检测方法主要包括传统的人工巡检和无人机巡检。
这些方法存在着检测效率低、准确度不高、依赖人力等诸多问题，无法满足实际需求。
研究一种更加高效、准确的钻井卡点检测方法具有重要意义。
1.2 研究意义超声波测量钻井卡点的方法在石油钻探工程中具有重要的意义。
钻井过程中钻头会遇到不同岩层和地层的变化，容易导致钻井卡点，从而影响钻井进度和效率。
使用超声波测量技术可以准确快速地检测钻井卡点情况，帮助钻井工程师及时调整钻井方案，提高钻井成功率和效率。
通过超声波测量钻井卡点的方法，可以实现对钻井过程中地层的实时监测，准确地判断卡点位置和性质，为钻井工程提供及时准确的数据支持。
这对于降低钻井事故风险、提高钻井作业效率具有非常重要的意义。
超声波测量技术还可以在钻井断层和孔隙度等问题上提供更为精确的测量结果，为钻井工程的安全和稳定提供了可靠的技术支持。
研究超声波测量钻井卡点的方法对于推动石油钻探工程技术的进步、提高钻井作业的效率和安全性具有重要的现实意义和应用价值。
深入探究该方法的原理和应用，可以为钻井工程的规划和实施提供新的技术支持和科学依据。
1.3 研究目的研究目的是通过超声波测量钻井卡点的方法研究，探索一种新的钻井卡点检测技术，旨在提高钻井作业的效率和安全性。
具体地说，本研究旨在深入研究超声波测量原理，钻井卡点检测方法，实验设计，实验结果分析以及数据处理技术，从而为钻井作业中常见的卡点问题提供一种新的解决方案。
通过本研究，希望能够验证超声波测量在钻井卡点检测中的可行性和准确性，为钻井作业提供更可靠、更有效的卡点检测技术。
超声波测距-开题答辩提纲
课题研究意义：随着社会的发展，传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求，于是，一种新的测距方法诞生了——非接触测距。
超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点，是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，对被测目标无损害。
而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。
超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。
任务概述：1、通过设计了解超声波传感器及其测距原理。
2、选择合适的单片机及传感器，通过超声波的发送与接收，实现利用超声波方法测量物体间的距离，并以数字形式显示。
3、完成超声测距系统的硬件设计，绘制系统控制原理图、相关设计参数的计算以及电路原理图。
4、完成超声测距系统的软件设计，编写相关程序。
5、使用仿真工具或实验设备对系统进行模拟仿真或调试。
设计规划：1、查找与传感器选型、单片机原理、超声波测距原理相关的书籍和资料。
初步了解超声波测距的工作方式，选择较为合理的设计方案，并对方案进行初步的论证。
（4-6周）2、超声测距系统硬件设计。
在指导老师的帮助下由系统的相关原理设计出硬件连接图（包括发射电路和接收电路）及相关参数。
（7-8周）3、软件设计，编写相关程序。
主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序组成。
（9-10周）4、对系统进行模拟仿真或调试。
在实验室对整体设计进行模拟，解决存在的问题，并分析系统的不足之处。
（11-12周）5、提交毕业设计说明书。
（13-14周）6、准备答辩提纲并进行预演；进行答辩。
（15周）设计结果：本设计应包括：系统原理图、硬件电路图（包括发射电路图、接收电路图）、系统相关程序、有关参数的计算（超声波在空气中的传播速度为340m/ s，根据计时器记录的时间t ，就可以计算出发射点距障碍物的距离S，即S=340×t/2）、仿真结果。
超声波测量钻井卡点的方法研究
超声波测量钻井卡点的方法研究随着石油勘探和开发的不断深入，油田钻井已成为油田工程中的一项重要工作。
而在钻井过程中，钻井卡点是一个非常严重的问题。
钻井卡点不仅会导致生产过程中出现停滞和损失，还可能引发严重事故。
如何准确地测量钻井卡点并及时处理已成为钻井操作中一项急需解决的问题。
超声波测量技术因其精度高、非侵入性、快捷方便等特点，成为了测量钻井卡点的一种有效方法。
本文将围绕超声波测量钻井卡点的方法进行研究。
一、超声波测量的原理超声波是指频率超过人类能够听到的上限20千赫兹的声波。
通过超声波的传播速度和传播时间来测量树脂板材的厚度，是超声波测量的基本原理。
在实际测量中，通常是通过超声波发射器发射一束超声波到被测目标上，然后通过接收器接收反射回来的超声波，根据传播时间和传播速度来计算出被测目标的厚度或者距离。
1. 测量方案的选择在进行超声波测量钻井卡点之前，首先需要选择合适的测量方案。
一般来说，可以采用单发单收或者单发多收的方式进行测量。
单发单收模式简单易行，适用于少量的测量目标或者目标不复杂的情况；而单发多收模式则适合于需要对目标进行多点测量或者目标复杂的情况。
在选择测量方案时，需要考虑目标的特点以及测量的精度要求。
2. 仪器的选择与校准在进行超声波测量钻井卡点时，需要选择合适的超声波探头和测量仪器。
超声波探头的频率和材质会影响到测量的精度，因此需要根据实际情况选择合适的超声波探头。
测量仪器的精度和稳定性也是非常重要的，需要进行仪器的校准和调试，以保证测量的准确性。
3. 测量过程的操作在进行超声波测量钻井卡点时，需要进行严格的操作流程。
首先是对测量仪器和探头进行检查和校准，确保仪器状态良好；然后根据测量方案进行测量点的选择和布置，保证测量的全面和准确；接着是进行超声波测量并记录数据；最后是对数据进行分析和处理，得出最终的测量结果。
三、超声波测量钻井卡点的优势和应用1. 优势超声波测量钻井卡点具有以下明显的优势：测量精度高，可以实现毫米级的测量精度；非侵入性，不会影响到被测目标的结构和性能；快捷方便，可以实现实时的测量和监测。
超声波方法进行石油机械结构无损检测
关键词：超声波检测；石油机械结构；无损检测0引言相较于一般设备，石油探勘设备和传输管道、运输容器等对于无损检测技术的要求非常高，而且这类机械结构不能存在空隙气孔、焊接缺陷、裂纹等质量缺陷，因此只有通过无损检测技术才能确保石油机械结构的检测维修质量。
超声波无损检测方法是一种检测效率非常高，并且可靠性也十分优异、应用过程非常便利的无损检测技术，和渗透法等其他无损检测技术对比之下更加精确可靠。
超声波无损检测技术的工作频率一般在0.4～5MHz，超声波无损检测的优势也十分明显，如在介质中传播时遇到界面会进行反射；超声波具有较强的指向性，频率越高则指向性也越高；超声波传播能量大，能够轻松穿透多种材料，所以检测效率和精度都能够得到保障。
本文主要围绕石油机械设备无损检测展开论述，重点探讨了超声波无损检测技术的应用。
1石油机械结构无损检测面临的问题目前，石油机械设备的制造厂商较多，每台机械设备的来源很难进行统一，许多石油企业所应用的无损检测技术仍然可能面临一些问题或不足，或沿用的无损检测技术不够成熟等，无法全面检测机械结构中可能潜在的安全隐患，使得无损检测各层次检测的方式方法无法统一。
不了解机械结构的本质也会在设备维修维护中难以找到着手点。
同时，即便机械设备的来源相同，使用人员也可能存在不同，包括操作人员的操作因素以及设备运行的环境因素如温度、地理位置、湿度、污尘等都会在机械设备的运行以及检测两个方面带来影响，一方面导致设备运行容易出现故障，另一方面也会给无损检测本身带来阻碍。
此外，目前很多石油机械设备在日常运行中就面临着一些问题，若是这些问题未能及时进行解决，不仅会对石油企业的生产经营效益带来影响，同时也可能会引发各种安全隐患，带来无法挽回的损失。
而机械结构无损检测期间可能产生的问题主要分为两个大类，也就是人为因素与非人为因素。
1.1人为因素对于石油机械设备无损检测来说，人为因素影响主要表现在两个方面：（1）无损检测中人为的不安全行为。
钻铤超声波检测探析
钻铤 （ｒｌ ｏｌ ）处在钻柱 的最下部 ，是下部 ｄｉ ｌ ｒ ｌｃ ａ 钻具 组合 的主要 组成部 分 。其结 构特点 是壁 厚大
（ 般为 ３ 一 ８～５ ｌ，相 当 于 钻 杆 壁 厚 的 ４～６ ３ｍＴ ｌ
倍） ，具 有 较 大 的 质 量 和 刚 度 。 在 钻 井 过程 中 ，
Ｕ Ｔ探伤 时探 头必须与所用仪 器的发射 和接受 频 率相 一 致 ，否 则 ，当探 头频 率 大 于仪 器频 率 ，
检测 时就 会放 大缺欠 尺寸 ，造 成误判 ；而 当探 头 频 率小 于 仪 器频 率 ，检 测 时 又会 缩 小缺 欠 尺 寸 ，
后 必须 随 即重 复检 验 。拒收 缺陷 ：① 缺陷显 示 大
２ ２ 石 油 行 业 标 准 ．
造成漏检 。因此 ，Ｕ Ｔ探 伤仪器 与探 头频率必须 匹 配一致 。所 以 ，正确选 择仪 器 和探 头 对于 有效 发 现缺陷 ，并对缺 陷定位 、定量 和定 性至关重要 。
（ ）缺 欠和 缺 陷 ：缺 欠不 作为 检 验产 品合 格 １
４ 钻 铤 ＵＴ探 伤 结 果 的 影 响 因 素
・
５ ６・
焊 管 － ３ 卷第５ ．０１ ５ 第 ４ 期 ２１年 月
２１年 ５ ０１ 月
● 经 验 交流
钻铤 超 声 波检 测探 析
徐 轲 ，易 晓 明 ，杨 力 能 ，卫 栋 ， 丰振 军 ，张 强
（ 中国石油 天然气集 团公 司石 油管工 程技术 研究 院 ，西 安 ７ ０ ６ ） １０ ５ 摘 要 ： 简要 介绍 了钻铤 的 用途和分 类 ，Ａ Ｉ 准和 石油行 业标 准对钻铤 的探 伤要 求 以及超 Ｐ标
平底 孔为灵 敏度 标样 ，在检 测前 还应 注 意所选 用
石油钻杆接头超声波检测方法研究PPT答辩稿
04 检测方法优化与改进建议
现有方法的不足与局限性
1 2
检测效率低下
目前石油钻杆接头的超声波检测主要依靠人工操 作，检测效率较低，不能满足大规模生产的需求。
检测精度不高
由于人为因素和设备性能的限制，现有检测方法 的精度难以保证，可能导致漏检或误检的情况。
3
检测结果可追溯性差
目前检测结果的记录和分析主要依靠人工操作， 缺乏有效的数据管理和分析系统，导致检测结果 的可追溯性较差。
优化方案与改进措施
自动化检测设备研发
研发自动化超声波检测设备，实现快速、准确的检测，提高检测 效率。
高精度传感器技术应用
采用高精度超声波传感器技术，提高检测精度，降低漏检和误检的 风险。
智能化数据分析系统建设
建立智能化数据分析系统，对检测数据进行自动记录、处理和分析， 提高检测结果的可追溯性。
改进后方法的预期效果与优势
3. 检测操作
对每个样品进行超声波检测，记录检 测数据。
4. 数据处理与分析
对采集的超声波数据进行处理和分析， 提取有关接头质量的信息。
实验数据收集与分析
数据收集
01
采集不同类型和规格的石油钻杆接头在不同检测参数下的超声
波数据。
数据处理
02
对采集的数据进行预处理，包括滤波、去噪、提取特征等操作，
以提高数据质量。
智能化发展
结合人工智能和机器学 习技术，开发智能化的 超声波检测系统，实现 自动化的缺陷识别和分 类，提高检测效率。
06 致谢
感谢评委老师
感谢评委老师在百忙之中抽出时间参 与本次答辩，并对本论文提出宝贵的 意见和建议。
VS
感谢评委老师对论文的深度审阅和精 心指导，使论文更加完善和严谨。
解析钻杆如何使用超声波检测
解析钻杆如何使用超声波检测资料整理：无损检测资源网钻杆在使用中主要承受起下钻、正常钻井、憋钻、卡钻以及处理事故时的强拉、强扭、冲击、振动、内压、旋转交变弯曲等作用力,使用条件十分苛刻,易发生刺漏事故。
钻杆加厚过渡带内锥面消失处是钻杆刺漏的主要发生部位，钻杆加厚过渡带延伸至管体2m距离内也是钻杆刺漏的易发区。
为能早期发现该区域的疲劳裂纹，减少和避免刺漏事故的发生，保障钻杆的使用安全，特制定本技术规程。
1、范围本规程规定了不同规格尺寸的钻杆加厚过渡带及管体的横波检测方法和缺陷评定标准。
2 、规范性引用文件下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规程，然而，鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
GB/T 12604.1-2005 无损检测 术语 超声检测JB/T 4730.3-2005 承压设备无损检测第3部分：超声检测JB/T 9214-1999 A型脉冲反射式超探系统测试方法JB/T 10061-1999 A型脉冲反射式超探通用技术条件JB/T 10062-1999 超声波探伤用探头测试方法SY/T 4109-2005 石油天然气钢质管道无损检测SY/T 5446-1992 钻杆焊缝超声波探伤3 、术语和定义GB/T 12604.1-2005确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1钻杆加厚过渡带 drill pipe upset area钻杆管体两端管体壁厚发生变化的部分，即钻杆管体接头焊缝至内加厚消失端之间的部分。
3.2定量线灵敏度 sizing line sensitivity以距离-波幅曲线中的定量线作为灵敏度。
3.3验标 prove up 对经自动检测仪器检测(电磁检测)后在可疑部位所做的标识用其它检测方法进行复检和验证的过程。
3.4绝对灵敏度测长法 absoulte sensitivity technique在仪器灵敏度一定的条件下，探头沿缺陷长度方向平行移动，当缺陷波高降到规定位置时，探头所移动的距离即为缺陷指示长度。
超声波检测基础知识及在钻杆上的实际应用
超声波检测基础知识及在钻杆上的实际应用超声波检测原理是利用超声波在材料中传播的特性来判断材料的内部情况。
当超声波在材料中传播时，会遇到材料中的各种缺陷和界面，这些缺陷和界面会对超声波的传播产生影响。
通过检测超声波的传播速度、波形和强度等参数，可以判断材料内部的情况。
在超声波检测中，通常会使用超声波探头和超声波检测仪器。
超声波探头会将超声波发送到被检测材料上，并接收反射回来的超声波。
通过分析接收到的超声波信号，可以判断材料的内部情况。
超声波检测仪器通常会包括显示屏和数据处理功能，可以直观地显示超声波信号，并进行数据分析和存储。
在钻杆上的实际应用中，超声波检测可以用于检测钻杆的裂纹和腐蚀等缺陷。
钻杆在钻井过程中承受着巨大的载荷和磨损，容易出现各种缺陷。
这些缺陷如果不能及时发现并修复，会对钻井安全和效率产生严重影响。
因此，通过超声波检测可以及早发现钻杆的缺陷，及时采取措施进行修复或更换，确保钻井的安全和顺利进行。
在进行钻杆超声波检测时，需要注意以下几个方面。
首先，需要选择合适的超声波探头和检测仪器，以适应不同尺寸和材质的钻杆。
其次，需要对钻杆进行表面处理，以保证超声波探头与钻杆表面的紧密接触，确保信号的准确传输和接收。
此外，还需要对检测得到的超声波信号进行准确分析和判断，以避免误判或漏检。
超声波检测在钻杆上的实际应用可以带来许多好处。
首先，通过超声波检测可以及时发现钻杆的各种缺陷，避免因此造成的事故和损失。
其次，可以延长钻杆的使用寿命，提高钻井效率和安全性。
此外，超声波检测还可以为钻井运营提供数据支持，帮助钻井工程师更好地了解钻杆的实际情况，做出有效的维护和管理决策。
总之，超声波检测是一种非常有效的材料检测技术，在钻杆上的应用也是非常广泛和重要的。
通过超声波检测，可以及时、准确地发现钻杆的各种缺陷，确保钻井的安全和高效进行。
因此，在钻井工程中，超声波检测应该被广泛采用，并不断完善和优化，以更好地为钻井工程提供保障。
石油专用管的超声波检测技术
石油专用管的超声波检测技术王子伟(长庆油田分公司物资供应处(物资管理部)商检所，陕西 咸阳 712000)摘要：随着中国科学技术不断发展和进步，中国石油工业发展得到了稳步提升。
根据《2017年BP 世界能源年鉴》提供的数据显示，目前中国剩余的已经探明的石油储量为257亿桶，即37亿吨，在全球排名第13位。
在石油开采作业时，石油专用管材会受到拉应力、挤应力等诸多应力作用，另外还涉及到了恶劣条件下作业问题，在低温与硫化氢腐蚀下，石油专用管材很容易出现破损、侵蚀等质量问题，直接影响着石油开采质量，若出现石油泄漏不仅会对石油公司带来经济损失，而且还会破坏自然环境，对大自然的损伤是不可逆的。
所以，在石油专用管材使用之前，必须要进行严格的质量检验。
文章将针对超声波检测技术原理、超声波检测技术方法进行详细分析，提出石油专用管的超声波检测技术实现途径。
关键词：石油；管材检测；超声波检测技术中图分类号：TE9文献标志码：A文章编号：1008-4800(2021)08-0060-02DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2021.08.030Ultrasonic Detection Technology of Special Oil PipeWANG Zi-wei (Commodity Inspection Institute of Material Supply Department of Changqing Oilfield Branch,Xianyang 712000, China)Abstract: With the continuous development and progress of science and technology in China, the development of China's petroleum industry has been steadily improved. According to the data provided by BP world energy yearbook 2017, China’s remaining proven oil reserves are 25.7 billion barrels, or 3.7 billion tons, ranking 13th in the world. In the oil exploitation, the special oil pipe will be subject to tensile stress, extrusion stress and many other stresses. In addition, it also involves the operation problems under bad conditions. Under the low temperature and hydrogen sulfide corrosion, the special oil pipe is easy to be damaged, eroded and other quality problems, which directly affects the quality of oil exploitation. If there is oil leakage, it will not only bring economic losses to oil companies. It will also damage the natural environment, and the damage to nature is irreversible. Therefore, strict quality inspection must be carried out before the use of oil special pipes. In this paper, the principle and methods of ultrasonic testing technology are analyzed in detail, and the realization way of ultrasonic testing technology for oil special pipe is proposed.Keywords: petroleum; pipe testing; ultrasonic testing technology0 引言石油专用管材种类诸多，其中涵盖了扩钻杆、方钻杆、钻铤、油管、套管等诸多设备，在石油开采的过程中，这些设备会受到复杂的应力作用，一旦出现故障则会造成严重的生命财产损失。
超声波测距仪答辩.pptx
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软件设计
外部中断入口 读取定时器当前值入口
置测量成功标志入口 返回
外部中断子程序
显示初始化
显示 “Welcome to my Disitance meter!”
进入while循环
显示标志位置1 测量成功标志位 是否置1
显示Distance Result X cm
超声波测距原理
•超 声 波 ： 频 率 高 于 2 0 0 0 0 赫 兹 的 声 波 。 •超 声 波 的 发 射 和 接 收 原 理 ： • 本设计使用压电式超声波发生器。压电式超声波发生器实际上 是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和一个共振板。 当电极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压 电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之， 如果电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶 片振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。
显示Out os Range(0-4M) --------------------
显示流程
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温度对超声波测距精度的影响
本设计选定了20℃的声速344m/s，但由于实际温度并不固定声 速也并非定值，从而对超声波测距精度产生严重影响。 改进方法：
加入温度测量，使超声波测距仪根据现实温度修正声速
HC-SR04超声波模块
触发信号 模块内部发出信号
输出回响信号
10微秒
8个40KHz脉冲
HC-SR04模块工作时序图 第6页/共11页
软件设计
数据初始化 定时器初始化 显示初始化 进入While循环 超声波测量触发
No 有回波
否？ Yes
超声波测量钻井卡点的方法研究
超声波测量钻井卡点的方法研究钻井是石油勘探开发的重要环节之一，而钻井卡点的出现往往会影响钻井效率，甚至造成安全事故。
精准地测量钻井卡点是非常重要的。
近年来，超声波测量技术逐渐应用于钻井卡点的监测和诊断中，其高精度和可靠性备受关注。
本文将对超声波测量钻井卡点的方法进行研究，并提出相关问题。
一、超声波测量技术概述超声波是指频率在20kHz以上的声波，具有穿透力强、传播速度快等特点。
超声波在工程领域有着广泛的应用，特别是在材料检测、医学诊断等方面。
在石油钻井领域，超声波技术也被应用于钻井卡点的测量中。
超声波测量技术的原理是利用超声波的传播特性来测量材料的物理参数。
当声波遇到介质边界时，会产生反射、折射和透射现象，根据这些现象可以计算出材料的密度、厚度、声速等参数。
利用这些参数，可以对材料的质量和结构进行评估。
超声波测量技术在钻井卡点的应用主要是利用超声波的传播速度和衰减特性来判断岩层、地层的性质，识别钻井卡点。
通过超声波测量可以获取到地层的声波速度、波形等信息，从而准确地诊断钻井卡点的位置和性质。
1. 超声波传播路径设计在进行超声波测量时，要设计合适的传播路径。
钻井井筒是一个封闭空间，传播路径会受到限制。
需要考虑到井筒材料、井筒直径、井深等因素，精确设计超声波的传播路径。
传统的超声波测量方法是通过在井筒内部布设超声波传感器，然后对传感器采集到的数据进行分析，得出卡点的情况。
这种方法存在一定的局限性，传感器布设位置有限，很难对整个井筒进行全面检测。
可以考虑利用多个传感器组成网络，对井筒内部进行立体式覆盖。
这样可以获取更加全面的数据，提高测量的精确度。
可以利用旋转式传感器等技术，实现三维覆盖，更好地获取井筒内部的信息。
2. 超声波信号处理算法在进行超声波测量时，要对采集到的信号进行处理，得出准确的结果。
超声波信号处理算法是整个测量过程中的核心部分。
传统的超声波信号处理算法主要是基于时域信号分析和频域信号分析，通过傅里叶变换、小波变换等技术来提取信号的特征信息。
石油钻杆接头超声波检测方法研究答辩稿
超声波探伤仪
探头部件的作用
1.压电晶片：探头中的换能器通常用压电晶片来制作的， 实现电能和声能的转换
2.斜楔：探头晶片发出纵波，通过所设定的一不同倾斜角的 斜楔射向试件表面，经波型转换可在试件中相应地产生横波、 瑞利波或蓝姆波，以便用有机玻璃制作
超声场的特征量
一、声压：在有超声波传播的介质中，某一点在某一瞬间所具有的压强P1与没有超 声波存在是该点静压强P0之差称为声压P 即P= P1- P0
二、声强：在垂直于声波传播方向上，单位面积上在 单位时间内所通过的声 能量称为声强度，简称声强（或声的能流密度），并用符号表示，I=P2/2ρc（式中 ρ为介质密度，c为介质声速，P为声压）
超声波的几种波型
一.什么是纵波？ 二.什么是横波？ 三.什么是瑞利波？
一、纵波
波的传播方向与质点移动 方向相一致的，称为纵波， 又称疏密波。
二、横波
波的传播方向与质点移动方向 相垂直的，称为横波，又称剪 切波。
三、瑞利波
在无限大固体介质与气体介质的交界面上可产生瑞利波
声速
波长λ、声速c，频率f与周期T之间的关系 c= λ/T= λ.f
石油钻杆接头超声波检测方法研究
石油钻杆接头超声波检测方法研究
超声波的物理知识 超声波探伤仪 系统的硬件 系统的设计 电路的调试
石油钻杆接头超声波检测方法研究
研究的背景和意义：
钻杆的检测技术其实是无损检测技术，又称非破坏
检查技术，它是以不损伤被检测物体为前提，利用材料的
物理性质因有缺陷而发生变化这一事实，通过一定的检测
石油钻杆接头超声波检测方法研究
拉塞銮．逼塞堂亟±堂焦逾塞遂笾直迭班窟襻图１９探头架扫描方式探测点位置是由数模控制的：首先根据用户输入的接头形状数据在客户机（这里是ＰＣ机）界面上建立起接头模型图（即数模图），并由软件计算出数模图上的若干个探测位置（工位），如下图２０所示，然后通过控制电机来带动支架按工位顺序运动，使这些工位点最终转化为实际工件上的各个探伤点，达到全面探伤的目的。
由此可见，通过建立数模，各种型号的接头均可被检测，通过按工位探伤，可对每个工件都进行１００％扫描。
图２０数模及工位示意图２．４探伤过程图２１是整个探伤过程的总体流程图。
其中，探头就位（移探头架到工件上特定位置）、探伤开始后探头架的移动和复位（探头架抬离工件）过程都是由Ｐｃ机控制数控机床，以带动机械部分完成的，可以说，探伤过程就是ＰＣ机一数控机床—探头架的控制过程。
探伤时，首先由使用者在ＰＣ机控制界面上输入待探工件的型号、尺寸数据，计算机将自动完成该工件的数模建立和工位计算，所得工件数据及工位点用于控制与之相连的步进电机的运动。
步进电机带动设备的机械部分按要求移动依次完成工件就位、探头就位、探伤、探头复位、取出工件等操作，探伤结束。
轴向的所有Ａ扫描图像数据。
同时，以工件长度为横坐标轴，以工件周向展开宽度作为纵坐标轴，在同步电路的控制下，在采集Ａ扫描图像数据信息的同时绘制Ｂ扫描图像。
这样，当扫查结束的时候，Ｂ扫描图像也形成了。
Ｂ扫描图像实际显示的是工件的纵截面。
３．１．３探伤数据存储及显示的实现探伤过程中，对伤波数据的存储及显示是非常必要的，有利于对探测情况的详细分析和比较。
本小结我们介绍关于数据存储及显示的问题。
３．１．３．１探伤数据的存储１１叼数据的存储格式被声明为一个三维数组ｃｈａｒＤａｔａ嘞啪啕，其中，ｉ代表所属的通道数（因为一般的检测系统都是由若干个通道组成，不同通道使用不同的探头组检测不同的部位。
本项目使用的检测系统包含７个通道）；Ｊ代表对应Ｂ扫描的横坐标值，ｋ代表对应Ｂ扫描的纵坐标值，Ｄａｔａ嘲聊嘲数值本身代表此（ｊ，ｋ）位置点对应信号的幅值大小，在Ｂ扫描图像中，它被转化为对应点的灰度值，以颜色深浅进行显示。
超声波无损探伤技术在钻杆螺纹检测中的应用分析
超声波无损探伤技术在钻杆螺纹检测中的应用分析在钻井作业过程中，钻杆要直接承受复杂的拉压弯扭组合载荷，其安全性将直接关系到整个施工作业的安全。
根据钻井现场施工经验，钻杆的主要失效部分发生在螺纹扣接头区域。
为了提高接头安全性，目前国内外钻杆制造生产厂家大多采用热处理的工艺来提高钻杆的接头螺纹质量。
但是在日常热处理过程中往往会产生多种缺陷，此时就需要采用无损检测方法对钻杆进行缺陷检测，用以判定钻杆质量合格与否。
标签：超声波;钻杆;螺纹;腐蚀;缺陷;探伤;应用腐蚀疲劳与应力损伤是石油钻杆损坏的最主要原因，钻杆损伤检测可以有效地预防和减少钻具因失效而引起的质量事故。
阐述了石油钻杆健康监测中损伤识别的关键问题，介绍基于超声波的损伤定位定量方法。
根据其基本结构和受力特点，以石油钻井中常用〞钻杆为对象进行损伤研究，用超声波纵波直接接触法检测钻杆螺纹，并对探伤结果进行分析和应用。
结果表明，超声波可对已定位损伤的石油钻杆螺纹的损伤进行定量分析，通过实例验证了其对结构损伤诊断的有效性。
1.探伤检测的必要性石油钻杆是石油天然气勘探与开发过程中使用的一种主要工具。
它是组成“钻柱”的主体，占整个钻柱长度的80%～90%，其上方接方钻杆，下方连钻铤。
钻杆与方钻杆、钻铤之间通过短节、接头等用钻杆螺纹连成整体，其主要作用是传递旋转扭矩和输送钻井液。
钻杆在钻井过程中要承受拉、压、弯、扭、振动载荷、旋转离心和起下钻时附加的动载等交变作用，同时钻井液、钻井泥浆中溶解的酸性腐蚀介质及地层的氧化物等介质使钻杆内表面产生严重的腐蚀;对于高压气体作介质的气体钻井，钻头破碎的岩屑颗粒对钻杆外表面也有极大的冲蚀，这些受腐蚀、冲蚀的钻杆在应力作用下易失效、裂断，从而造成重大经济损失。
另因井队使用维护钻具不当造成的钻杆丝扣粘结，或使钻杆接头体钻杆螺纹根部产生裂纹，这些裂纹即使很小，若不能被及时发现而继续使用就会酿成事故。
据资料介绍，平均每起钻杆失效事故造成的直接经济损失约10余万元，若钻杆断裂造成埋井，其经济损失可达数百万元。
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反射、折射和波型转换
1.反射：如果超声波由一种介质以纵波（或横波）的形式以某一角度倾斜入 射于异质界面，将会发生反射纵波（或横波），与此同时，由于波型转换， 又可发生反射横波（或纵波）
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二、折射 若超声波的纵波（横波）倾斜入射于异质界面时，则透射波要发生波型转换 产生折射纵波和折射横波。
超声波的散射和衍射
波的散射：如果障碍物的尺寸小于超声波的波长，则波到达这障碍物后
将使其成为新的波源而向四周发散波；如果障碍物的尺寸与超声波的波 长近似，则超声波将发生不规则的的反射、折射与透射，这些现象均是 波的散射
波的衍射：如果障碍物的尺寸比超声波的波长大得多，声波可饶过障碍
物的边缘不按原来的方向而弯曲向障碍物的后面传播，既存在绕射（衍 射）现象
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芯片74LS244 ：
74LS244是TTL 八同相三态缓冲器/线驱动器，其CMOS
石油钻杆接头超声波检测方法研究
石油钻杆接头超声波检测方法研究
超声波的物理知识 超声波探伤仪 系统的硬件 系统的设计 电路的调试
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石油钻杆接头超声波检测方法研究
研究的背景和意义： 钻杆的检测技术其实是无损检测技术，又称非破坏 检查技术，它是以不损伤被检测物体为前提，利用材料的 物理性质因有缺陷而发生变化这一事实，通过一定的检测 手段来检测或测量、显示和评估相应的变化，从而了解和 评价材料、产品、设备构件直至生物等的性质、状态或内 部结构等等。
在无限大固体介质与气体介质的交界面上可产生瑞利波
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声速
波长λ、声速c，频率f与周期T之间的关系 c= λ/T= λ.f
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超声场的特征量
一、声压：在有超声波传播的介质中，某一点在某一瞬间所具有的压强P1与没有超 声波存在是该点静压强P0之差称为声压P
即P= P1- P0
四、声压与声强的分贝（dB）表示
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惠更斯原理
波动起源于波源的振动，波的传播需借助于介质中质点之 间的相互作用，对于连续的介质来说，任何一点的振动将 引起相邻质点的振动。所以，波前在介质达到的每一点都 可以看作一个新的波源（子波源）向前发出球面子波，这 就是惠更斯原理。
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石油钻杆接头超声波检测方法研究
超声波的探伤方法： 石油钻杆接头中常见的缺陷有裂纹、夹层、夹杂、折 叠和翘皮等。由于工业上要求进行探伤的探头主要是工作 在高温、高压条件下或有其它特殊用途，因此必须进行绝 对严格的安全测试，且必须满足一定的测试精度。超声无 损检测是以超声波作为采集信息的手段，在不损坏被测对 象的情况下探测其内部缺陷的方法。由于超声波独特的物 理特性(穿透力强、集束性好、信息携带量大等)，使其易 于实现快速准确的在线无损检测和无损诊断，因而在工业、 农业、国防、生物医药和科学研究等方面得到了广泛的应 用。本论文即使研究超声波对石油钻杆接头的检测方法。
二、声强：在垂直于声波传播方向上，单位面积上在 单位时间内所通过的声 能量称为声强度，简称声强（或声的能流密度），并用符号表示，I=P2/2ρc（式中 ρ为介质密度，c为介质声速，P为声压）
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三、声阻抗：P= ρcu，P相同（u质点振动速度），所以ρc称为声阻抗，用符 号Z表示
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超声波的几种波型
一.什么是纵波？ 二.什么是横波？
三.什么是瑞利波？
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一、纵波
波的传播方向与质点移动 方向相一致的，称为纵波， 又称疏密波。
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二、横波
波的传播方向与质点移动方向 相垂直的，称为横波，又称剪 切波。
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三、瑞利波
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石油钻杆接头超声波检测方法研究
论文的主要工作： 首先阐述了超声波管材探伤的一般方法，然后结合石 油钻杆接头的特殊性，逐步提出解决其探伤问题的特殊方 法。然后在介绍了超声波检测系统的组成和探伤数据的显 示方式，并对数字图像处理的常用方法进行了简要的介绍， 然后对实际探伤数据，根据本系统探伤的特点，提出了有 效的图像处理和缺陷提取方法。简要介绍了本探伤系统的 应用，对系统实现自动探伤的整体流程作了概括性说明。 装置的整体效果作了客观的评价，并对其未来的应用领超 声波检测方式方法和改进措施进行了讨论。论文从实际的 工程项目出发，逐一解决了接头检测存在的难点，最终实 现了钻杆接头的自动、高效检测。
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石油钻杆接头超声波检测方法研究
研究现状：
在四五十年代，超声波检测方法有了进一步的发展，它们使用了 超声波探头、处理器、液晶荧屏显示器。这一代产品较前两代有了质 的飞跃，特别是荧屏显示的使用表明开始出现动态显示系统。不过液 晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也 较多。 在综合前几代的优点检测系统，采用了最新仿生超声雷达技 术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知石油钻杆接头，并以不 同等级的声音提示和直观的显示提醒工作人员。免提电话结合起来， 并设计了语音功能，是目前市面上比较先进的检测雷达系统。不过造 价较高。
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临界角，全反射和反射波的位移
1.第一临界角 纵波折射角度为90度，工件中只存在横波
2.第二临界角
横波折射角度为90度，为表面波 3.第三临界角
入射角等于反射角时
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超声波探伤仪
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探头部件的作用
1.压电晶片：探头中的换能器通常用压电晶片来制作的，实现电能和声能的 转换
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2.斜楔：探头晶片发出纵波，通过所设定的一不同倾斜角的
斜楔射向试件表面，经波型转换可在试件中相应地产生横波、
瑞利波或蓝姆波，以便用有机玻璃制作 3.阻尼块：可以增大晶片的振动阻尼，并吸收晶片背面发出 的超声波，斜楔的前面浇有阻尼物质，用以吸收噪声
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人工试块
钻杆试块管体