抽油杆外穿过式涡流探头的设计制作

２１ ００年
第２卷 ４
第 ３ 期
卢 明峰等 ： 抽油杆外穿过式涡流探头 的设计制作
・ ３ １ ・
径 ４ ｍ） 外径 ６ ｍ（ ５ｍ 、 ０ｍ 内径 ５ ｍ）外 径 ７ Ｏｍ 、 ０
ｍ 内径 ６ ｍ）它们 都 可 以使抽 油 杆无 摩擦 地 通 ｍ（ Ｏｍ ， 过 。线 圈是 用 不 同直径 的漆包 线 绕制 而成 。两 个差 动 线 圈的 电阻 、 电感 等参 数 应 基 本 相 等 。它 们 的空 载 阻
本 文检测 的 抽 油 杆 是 胜 利 油 田某 机 械 厂 生 产 的 ２ ＣＭｏ Ｄ级 Ｃ Ｇ ６抽 油 杆 。杆体 直 径 ２ ｍ， ０ｒ 钢 Ｙ １ ２ｍ
似 ， 外， 此 它对 连续 变化 的抽油杆 缺 陷不敏感 。我们 ３
制作 了一 些点 式 探头 ， 于 检 测抽 油 杆 ｊ 用 。试验 表 明 点式探 头可 以明显 的检 测 出抽 油 杆 的裂 纹 ， 但是 抽 油
进行 观察 ， 仅效率低 而且 漏检率 大 ， 际 中只是用它 不 实
做一些 初步 的检测 。 漏磁检 测法是 利 用抽 油 杆 被 磁化 后 ， 表 面和 近 其
２ 外 穿 过 式涡 流 探 头 的 结构 和检 测 原 理
２ １ 探 头结构 ．
表 面缺 陷在 抽油杆 表 面形 成 漏 磁场 ， 过 检测 漏 磁场 通
智 能八 通 道 涡 流检 测 仪 （ 号 Ｅ Ｃ一５ ） 可 以 准 确 、 编 Ｅ １，
迅速 地检测 出抽 油杆 的表面裂 纹源 。
１ 目前检测抽油杆 的常用方法
目前油 田用 于检测 抽 油 杆 裂纹 的方法 有 目测 法 、 漏磁 检测法 、 式 涡流 探 头 检测 法 等 。 目测 法 用 肉眼 点
以发 现缺 陷的无损检 测技术 。井 口式抽 油杆裂 纹在线
自主设计 的涡流 检测探 头为外 穿过 自比较差 动式
探头 ， 其结构 如 图 １ 所示 。线 圈绕在 自制 的骨 架上 ， 骨
检测 仪 ， 其探 伤传感 器 的组 合式探 头具有 自动 张合 、 浮
动和 随动功 能 ， 能够 满 足抽 油杆 在 线 检测 对 探 伤传 感
式探 头检测 法 的检 测效 果并不 是特别 好 。
杆 的表 面裂纹 呈椭 圆状 。此 外 ， 外界腐蚀 作用 下 ， 在 抽
油杆表 面会形 成众多 的腐蚀 坑 。
本 文介绍 的 自主设 计 的外 穿过 式 涡 流探 头 ， 好 很 地解决 了抽 油杆晃 动 ， 面腐蚀 坑等 问题 ， 表 检测过 程噪 声 信号很 小 。配合爱德 森 （ 门 ） 厦 电子有 限公 司生 产的
性栽荷作用下 由袁及 里地扩展 。文章介 绍一种 自主设计的外穿过式 涡流探头 ， 类探 头可 以准确、 此 迅速地检 测 出抽油杆 的裂纹源 ， 目前常用的漏磁检测探 头和点式涡流探 头相 比， 与 该探 头简单 、 易制作 ， 适合抽 油杆的在线检 测。
关 键 词： 抽油杆 ； 涡流检 测 ； 点式探 头 ； 穿过式探 头； 线检测 外 在 中图法分类号： Ｅ Ｔ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：１０ ．１４ ２ １ ）３０ １．３ ０４９ ３ （００ ０ ．０ ２０
Ｏ 引 言
抽油 杆在工 作 中承受 拉 一拉 周期 性 的 交变 载 荷 ，
器 的要求 ［ 。但是 通过井 口上 提的抽 油杆存 在运动 中
晃动、 不对 中等 问题 ， 这会 通过提 离效应 影响 到漏磁检
测 的效果 。另外抽 油杆表 面众多 的腐蚀坑 会影 响漏 磁 场 的分 布 ， 也会 影 响漏 磁 检 测 的效 果 。 由于传感 器 这 紧贴抽油 杆表 面 ， 传感 器 的使 用 寿命 会 大 大减 少 。这
些都是漏 磁法用 于检 测抽油 杆 的不 足之处 。 点式 涡流探 头检测 方法是 利用 涡流检测 原理检测 抽 油杆 的 ， 它用 于在线 检 测抽 油 杆 的装 置 外形 与 上 面 漏磁检 测 装 置 大 体相 同 。它 的不 足 之 处 与漏 磁 法 类
长期使用 ， 面的裂纹 会 由表及里 地扩展 ， 表 导致抽 油杆 断裂 ， 这将 给油 田造成 很 大 的经 济损 失 ［ 。抽 油 杆 在 制造、 运输 、 安装 、 使用过 程 中 ， 由于各种 原 因会 产生 表 面裂 纹 ， 如何 有效地 检测 出这些裂 纹 ， 问题抽 油杆 减少 下井 ， 是一个很 重要 的问题 。
石 油 仪 器 Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ ＩＳ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
２１ ０Ｏ年 ０ ６月
・
开 发设计 ・
抽 油杆 外穿 过 式涡 流探 头 的设 计制 作
卢 明峰 矫永平 刘金世
山东 东营 ）
（ 中国石油大学物理科学与技术学院
摘
要 ：抽 油 杆在 采 油过 程 中发 生 断 裂会 造 成 很 大 的 经 济损 失 。发 生断 裂 的 主要 原 因是 抽 油杆 表 面 的 裂 纹 源在 周 期
架用 不 同 口径 的有机 塑料管制 作而成 。设计所 用到 的
Ａ、 Ｃ三类 口径 的探 头 ， Ｂ、 骨架分 别为外径 ５ ｍ（ Ｏｎ 内 ｑ
源自文库
基金项 目：国家级大学生创新性实验计划项 目（８ ０２ １ ） ０ １４ ５ ９ 专利已受理 ， 申请号 ２０ ２２ ２７ ７ ０ ９０ ８ ０７． 第一作者简介 ： 明峰 ， ，９ ８年生 ， 卢 男 １８ 本科生 ， 现就读于中国石油大学 物理科学与技术学院 。邮编 ：５ ０ １ ２ ７６
杆头及接 箍 直 径 约 为 杆 体 直 径 的 ２倍 ， 约 ４ ｍ。 １ｍ
两端 杆头是 经锻 压处 理 而 成 ， 出现 疲 劳裂 纹 。杆体 易
较长 ， 在制造 、 运输 、 装 时 容 易产 生 表 面裂纹 。抽 油 安
杆 的晃动 和腐 蚀坑 也 会产 生 明显 的噪 声 信号 ， 因此点