在(zai)石(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)工業中(zhong)(zhong)，目(mu)前(qian)有多(duo)種采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，其中(zhong)(zhong)機(ji)械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)最為(wei)普遍(bian)和重要，尤其是有桿泵(beng)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)，典型的(de)有桿泵(beng)抽油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)系統(tong)(tong)的(de)組成如圖7-13所(suo)(suo)示。早在(zai)石(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)工業問世時，我(wo)國所(suo)(suo)開發的(de)大多(duo)數油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井開采(cai)(cai)(cai)階段都已進(jin)入了中(zhong)(zhong)、高含水期，許多(duo)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井的(de)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)由原來的(de)自噴(pen)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)轉為(wei)機(ji)械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，有些油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井甚至最初的(de)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)就是機(ji)械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)。據(ju)相關資料數據(ju)統(tong)(tong)計，目(mu)前(qian)全國機(ji)械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井已占油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井總數的(de)90％以(yi)上(shang)，機(ji)械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井中(zhong)(zhong)90％以(yi)上(shang)皆(jie)為(wei)有桿泵(beng)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，可(ke)見有桿泵(beng)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)已在(zai)我(wo)國的(de)石(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)開采(cai)(cai)(cai)中(zhong)(zhong)占據(ju)了舉(ju)足輕(qing)重的(de)地位。
抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)是抽(chou)(chou)油(you)機與(yu)深井泵之(zhi)間傳(chuan)遞動力的重要(yao)部(bu)件，長(chang)期在(zai)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質中(zhong)承(cheng)受著交變載荷，極易形成如裂(lie)紋、腐(fu)蝕(shi)坑（麻(ma)點）及偏磨等缺陷，從(cong)而會降低自(zi)身強(qiang)度，嚴重時導致斷(duan)桿(gan)(gan)事故(gu)。為(wei)提高抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)循(xun)環利用率，一種舊(jiu)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)的再制造新工(gong)(gong)藝-冷(leng)拔復新制造工(gong)(gong)藝被廣泛使(shi)用。在(zai)此過程中(zhong)，首先需要(yao)對抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)進行無損(sun)檢測，然后(hou)根(gen)據抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)質量狀況采(cai)取合(he)適(shi)的修復工(gong)(gong)藝。
常規抽(chou)(chou)油桿整(zheng)體(ti)結(jie)構如圖(tu)7-14所示，抽(chou)(chou)油桿桿體(ti)一般為實心(xin)圓形(xing)斷(duan)面(mian)的鋼桿，當桿徑(jing)較大時，也有空心(xin)結(jie)構，兩端為鐓(dui)粗(cu)的桿頭(tou)，由外(wai)螺(luo)紋接(jie)頭(tou)、應力卸(xie)荷槽、推承面(mian)臺肩、方(fang)徑(jing)扳(ban)手、鐓(dui)粗(cu)凸(tu)緣和圓弧過渡區構成。外(wai)螺(luo)紋接(jie)頭(tou)與接(jie)箍(gu)相連，方(fang)徑(jing)扳(ban)手裝(zhuang)卸(xie)抽(chou)(chou)油桿接(jie)頭(tou)時用于卡住抽(chou)(chou)油桿鉗。
常用抽油桿(gan)規(gui)格按桿(gan)體的外徑(jing)一(yi)共分為6種，分別是φ13mm、φ16mm、φ19mm、Φ22mm、φ25mm和ф28mm（1／2in、5／8in、3／4in、7／8in、1in和11／8in），長(chang)度一(yi)般為7.62m或(huo)8m。根據API Spec 11B《Specification for Sucker Rods》標準，常規(gui)鋼制(zhi)抽油桿(gan)長(chang)度一(yi)般為7.62m、8m和9m。常用抽油桿(gan)主要規(gui)格參數見(jian)表7-2。
抽油桿作為連接井(jing)上(shang)抽油機和井(jing)下抽油泵(beng)柱塞之(zhi)間(jian)的(de)連桿，其產生的(de)最典型缺陷(xian)形式(shi)就是(shi)磨(mo)損(sun)。抽油桿與(yu)抽油管之(zhi)間(jian)的(de)磨(mo)損(sun)形式(shi)主要包括機械(xie)磨(mo)損(sun)、磨(mo)料磨(mo)損(sun)和電化學腐(fu)蝕(shi)。
機械磨(mo)損(sun)是單純的(de)(de)(de)抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體與(yu)油(you)(you)管(guan)體發生(sheng)偏(pian)磨(mo)，影響因素眾多，常見誘因包括井眼軌(gui)跡形狀、桿(gan)(gan)柱結(jie)構及工作參數的(de)(de)(de)配合。這種常見的(de)(de)(de)桿(gan)(gan)體缺陷主要(yao)表現在(zai)兩(liang)個方(fang)面：在(zai)桿(gan)(gan)體撓(nao)度相(xiang)對(dui)較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)位(wei)置，抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)接(jie)箍與(yu)抽(chou)油(you)(you)管(guan)內(nei)(nei)壁極易產(chan)生(sheng)碰(peng)撞摩(mo)擦(ca)，由于(yu)油(you)(you)管(guan)的(de)(de)(de)摩(mo)擦(ca)面相(xiang)對(dui)較(jiao)(jiao)大(da)，因此(ci)磨(mo)損(sun)程度較(jiao)(jiao)輕，但是桿(gan)(gan)體接(jie)箍和桿(gan)(gan)頭部(bu)分磨(mo)損(sun)嚴(yan)重；在(zai)抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體撓(nao)度相(xiang)對(dui)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)地方(fang)，抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)接(jie)箍與(yu)抽(chou)油(you)(you)管(guan)內(nei)(nei)壁產(chan)生(sheng)摩(mo)擦(ca)碰(peng)撞的(de)(de)(de)同(tong)時，桿(gan)(gan)本體與(yu)油(you)(you)管(guan)內(nei)(nei)壁也(ye)會產(chan)生(sheng)摩(mo)擦(ca)，磨(mo)損(sun)比較(jiao)(jiao)嚴(yan)重，導致(zhi)桿(gan)(gan)體出現嚴(yan)重偏(pian)磨(mo)。
腐(fu)蝕(shi)(shi)缺陷(xian)是(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)種(zhong)廣泛存在(zai)的電(dian)化(hua)(hua)學(xue)現象(xiang)，受介質環境的影響巨大。桿(gan)體(ti)(ti)(ti)的偏磨與腐(fu)蝕(shi)(shi)缺陷(xian)并不是(shi)(shi)(shi)(shi)簡單的累(lei)加，而(er)是(shi)(shi)(shi)(shi)兩者(zhe)結合，相(xiang)互作(zuo)用，促使更大的破壞(huai)產生。當桿(gan)體(ti)(ti)(ti)表(biao)面(mian)被活化(hua)(hua)，成(cheng)為電(dian)化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)的陽極(ji)，則形成(cheng)大陰極(ji)小(xiao)陽極(ji)的電(dian)化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)，而(er)產出液(ye)是(shi)(shi)(shi)(shi)強電(dian)解質，具有強腐(fu)蝕(shi)(shi)性，對電(dian)化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)起到(dao)一(yi)個催化(hua)(hua)作(zuo)用。其中(zhong)，陽極(ji)則首(shou)當其沖，即發(fa)生桿(gan)體(ti)(ti)(ti)偏磨的位置(zhi)會優先(xian)發(fa)生電(dian)化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)，導致產生桿(gan)體(ti)(ti)(ti)偏磨的表(biao)面(mian)更加粗糙，加劇磨損。抽油桿(gan)桿(gan)體(ti)(ti)(ti)的常見(jian)缺陷(xian)如圖7-15所示。
一、檢測(ce)原(yuan)理
直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)化利用直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)化線圈產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)恒定的(de)(de)磁(ci)(ci)場對(dui)被(bei)檢測(ce)構件進行磁(ci)(ci)化，其可分為恒定直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)化和(he)脈(mo)動(dong)電(dian)(dian)流(liu)磁(ci)(ci)化。恒定直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)化對(dui)電(dian)(dian)源(yuan)要求較(jiao)高，整流(liu)后產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)動(dong)范圍較(jiao)小(xiao)的(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)，以免產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場波(bo)動(dong)而降低檢測(ce)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)信(xin)(xin)噪(zao)比。磁(ci)(ci)化電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)因被(bei)測(ce)構件的(de)(de)截面積不同而發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)變化，磁(ci)(ci)化強度的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)通過控制輸入電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)來實現調節。脈(mo)動(dong)電(dian)(dian)流(liu)磁(ci)(ci)化在電(dian)(dian)氣實現上(shang)相對(dui)容易(yi)，是(shi)剩磁(ci)(ci)法檢測(ce)中較(jiao)常使用的(de)(de)直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)化方式。
交流磁(ci)化是向磁(ci)化器(qi)中施以交變電流，進而產生交變的(de)磁(ci)化場。但由于(yu)趨膚效應，磁(ci)化場僅存在(zai)于(yu)被檢(jian)測(ce)構件(jian)表(biao)面，因此，交流磁(ci)化適合(he)用于(yu)鐵磁(ci)性構件(jian)表(biao)面或近表(biao)層缺(que)陷的(de)檢(jian)測(ce)。
永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)以(yi)(yi)永(yong)久磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)作為磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)源對鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)構(gou)件施加(jia)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)。在永(yong)久磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)中通常采用(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)、銜鐵(tie)(tie)以(yi)(yi)及鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)構(gou)件構(gou)成(cheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)回路(lu)。它的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)場與恒(heng)定直流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)產生的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場有相(xiang)通性(xing)，但磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強度(du)的(de)調整不(bu)如(ru)后者(zhe)方便，其磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)路(lu)一旦確定磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強度(du)大小便不(bu)可(ke)調整。永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)的(de)吸(xi)力(li)很大，對抽油桿的(de)前行和檢測探頭的(de)合攏均(jun)會帶來不(bu)便。
檢(jian)測(ce)(ce)系統主(zhu)要是針對水平放(fang)置(zhi)在修復車間(jian)內的(de)(de)(de)(de)在用(yong)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)（即(ji)舊抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)）進(jin)行檢(jian)測(ce)(ce)。考慮抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)徑(jing)較細且(qie)兩端存在較大的(de)(de)(de)(de)變徑(jing)區域，永磁(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)(de)吸力大且(qie)尺寸(cun)規格確(que)定(ding)后(hou)無(wu)法(fa)進(jin)行磁(ci)(ci)(ci)化強度(du)的(de)(de)(de)(de)調節，對抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)水平運動、磁(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)(de)均(jun)勻性和(he)檢(jian)測(ce)(ce)探頭張緊均(jun)造成不利影響。直流(liu)線圈磁(ci)(ci)(ci)化器(qi)具有可調節磁(ci)(ci)(ci)化強度(du)的(de)(de)(de)(de)靈活(huo)性，該方(fang)式能夠在抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體內部產生穩定(ding)、均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化場，獲(huo)得分辨(bian)率(lv)良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)場。此外，從漏磁(ci)(ci)(ci)信號處理角(jiao)度(du)來看，缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)場承載(zai)著缺陷的(de)(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)信息，為了更好(hao)(hao)地辨(bian)識(shi)出抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)缺陷信號，勵磁(ci)(ci)(ci)電(dian)流(liu)與缺陷信號頻(pin)率(lv)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)差距越大越好(hao)(hao)。對于一般的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)速度(du)來說，缺陷信號的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)范圍是幾十赫茲到(dao)上百赫茲，故勵磁(ci)(ci)(ci)電(dian)流(liu)頻(pin)率(lv)應該采(cai)用(yong)低頻(pin)或(huo)者高頻(pin)。
對(dui)于(yu)細長(chang)鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)構件，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)方(fang)式有單磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)和雙磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)兩(liang)(liang)種方(fang)式，如(ru)圖7-16所示。單磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)方(fang)式中，為了(le)滿足檢(jian)測(ce)(ce)一致(zhi)性(xing)(xing)要求，通(tong)(tong)常將檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)放置于(yu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)器內部(bu)(bu)。從而(er)導致(zhi)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)內外徑增(zeng)大(da)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)通(tong)(tong)量(liang)在(zai)抽(chou)油桿(gan)桿(gan)體外的空氣中損失大(da)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)效率低且磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)效果差。采(cai)用雙勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)進行軸向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)時，不僅可以縮(suo)減線圈(quan)(quan)(quan)(quan)內外徑，增(zeng)大(da)抽(chou)油桿(gan)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度，增(zeng)加抽(chou)油桿(gan)的有效磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)區域(yu)，提高磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)效率，而(er)且檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)可以布(bu)置在(zai)兩(liang)(liang)個(ge)檢(jian)測(ce)(ce)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)中間部(bu)(bu)位。根據霍姆赫茲(zi)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)場分(fen)布(bu)，雙線圈(quan)(quan)(quan)(quan)軸向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)在(zai)抽(chou)油桿(gan)桿(gan)體內部(bu)(bu)更易形成(cheng)密集而(er)均勻(yun)的軸向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場，有助于(yu)提高檢(jian)測(ce)(ce)信號的靈敏(min)度和穩定性(xing)(xing)。
以直徑φ25mm抽(chou)油桿中(zhong)心(xin)線(xian)為(wei)中(zhong)心(xin)建(jian)立2D對稱有限元模型，利用ANSYS仿真軟件計算獲得不同磁化方式下的抽(chou)油桿中(zhong)心(xin)線(xian)方向的磁感(gan)應(ying)強度，如圖7-17所示。
從圖7-17分(fen)析可知，雙線(xian)圈(quan)在抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體內(nei)更易獲得均勻(yun)且磁(ci)(ci)化(hua)強度相對(dui)較大(da)(da)的(de)(de)(de)軸向磁(ci)(ci)化(hua)場，均勻(yun)軸向磁(ci)(ci)化(hua)場接近(jin)2.2T，且兩磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)軸向間距達到(dao)了150mm。基于(yu)雙線(xian)圈(quan)軸向直流磁(ci)(ci)化(hua)的(de)(de)(de)抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)漏(lou)磁(ci)(ci)自動檢(jian)測(ce)方案如圖7-18所示，通過軸向布(bu)置兩個直流勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)將抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體磁(ci)(ci)化(hua)到(dao)飽和(he)或(huo)近(jin)飽和(he)狀態，當(dang)抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體表面有缺陷(xian)存在時，抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體缺陷(xian)處(chu)(chu)局部材(cai)料的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)導(dao)(dao)率會(hui)降低，磁(ci)(ci)阻增大(da)(da)，抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體內(nei)部的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)力線(xian)會(hui)發生畸變，從而(er)導(dao)(dao)致部分(fen)磁(ci)(ci)力線(xian)泄漏(lou)到(dao)空氣(qi)中，形成缺陷(xian)的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場，然后被處(chu)(chu)于(yu)雙勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)中間的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)傳感器(qi)拾取，繼而(er)將漏(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號轉換(huan)為電壓信(xin)號，之后經過信(xin)號放大(da)(da)器(qi)進(jin)行信(xin)號放大(da)(da)和(he)濾波處(chu)(chu)理，并進(jin)入(ru)A-D轉換(huan)器(qi)，完成對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號的(de)(de)(de)調理和(he)采集，最終漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)數字(zi)信(xin)號進(jin)入(ru)計算機上位(wei)機軟件進(jin)行分(fen)析處(chu)(chu)理和(he)顯示。
二(er)、整(zheng)體方案
抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)漏磁自動(dong)檢(jian)測(ce)總體(ti)布局如圖7-19所示。抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)漏磁自動(dong)檢(jian)測(ce)系(xi)統主(zhu)要包(bao)括：料(liao)(liao)架、氣(qi)動(dong)翻料(liao)(liao)機構(gou)、傳(chuan)送機構(gou)、氣(qi)動(dong)壓緊(jin)扶正裝置(zhi)、檢(jian)測(ce)探(tan)頭氣(qi)動(dong)跟蹤(zong)機構(gou)。氣(qi)動(dong)翻料(liao)(liao)機構(gou)完成待檢(jian)測(ce)抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)從上料(liao)(liao)架到傳(chuan)送輪以及下(xia)料(liao)(liao)分選區的傳(chuan)遞工作(zuo)；氣(qi)動(dong)壓緊(jin)扶正裝置(zhi)主(zhu)要用于壓緊(jin)和扶正抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)，使其平穩(wen)地通過(guo)(guo)檢(jian)測(ce)設備(bei)；檢(jian)測(ce)探(tan)頭氣(qi)動(dong)跟蹤(zong)機構(gou)用于實現探(tan)頭緊(jin)貼桿(gan)(gan)(gan)體(ti)表面，并保證抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)接箍的順(shun)利(li)通過(guo)(guo)。
抽油桿(gan)漏磁自動檢測流程分為以(yi)下(xia)幾步：
1）氣動上翻料(liao)機(ji)構將待檢(jian)測抽油桿(gan)從上料(liao)架送(song)至傳送(song)線，抽油桿(gan)在傳送(song)機(ji)構的驅動下勻速傳送(song)至檢(jian)測主機(ji)。
2）對(dui)磁(ci)化(hua)(hua)器(qi)通以直流電，使(shi)得(de)磁(ci)化(hua)(hua)器(qi)產生穩定的軸向磁(ci)化(hua)(hua)場(chang)，將抽油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)軸向磁(ci)化(hua)(hua)至(zhi)飽和或近飽和狀態。當(dang)抽油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)存(cun)在缺陷(xian)時，缺陷(xian)處便(bian)會產生相(xiang)應(ying)的漏磁(ci)場(chang)。
3）缺陷漏磁場(chang)被漏磁傳感器拾取，并轉換為電壓(ya)信號(hao)，之后依次經(jing)過信號(hao)放大、濾波、A-D轉換，然后完成采集，最后進入計算機(ji)(ji)的(de)上位機(ji)(ji)軟件進行顯示(shi)和處(chu)理。
4）抽油桿檢(jian)測完成之后，利用退磁器實現退磁，之后進行下一根抽油桿的循環檢(jian)測。
1. 壓緊扶正裝(zhuang)置
如圖7-20所示(shi)，檢(jian)測(ce)主機(ji)(ji)由前后兩(liang)個(ge)壓緊(jin)扶(fu)正裝置(zhi)、中(zhong)間檢(jian)測(ce)探頭板以及(ji)磁化器集于一體，組成一個(ge)完整的(de)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)單(dan)元。氣(qi)動(dong)壓緊(jin)扶(fu)正裝置(zhi)如圖7-21所示(shi)，主要由兩(liang)個(ge)單(dan)級臥式擺線針形電(dian)動(dong)機(ji)(ji)、上下(xia)壓緊(jin)輪、底部(bu)(bu)支(zhi)撐氣(qi)囊和頂部(bu)(bu)超薄傳動(dong)氣(qi)缸組成。壓緊(jin)扶(fu)正裝置(zhi)的(de)主要功能是實現傳動(dong)構(gou)件(jian)的(de)導向和驅動(dong)，使其平穩通(tong)過檢(jian)測(ce)探頭板。
2．檢測(ce)探頭
在(zai)漏磁檢測(ce)中，被檢測(ce)的(de)(de)(de)量包括(kuo)磁感(gan)應(ying)強度(du)(du)和(he)磁感(gan)應(ying)強度(du)(du)的(de)(de)(de)梯(ti)(ti)度(du)(du)，兩(liang)者存(cun)在(zai)根(gen)(gen)本(ben)區別(bie)。感(gan)應(ying)線圈和(he)霍(huo)爾元件的(de)(de)(de)應(ying)用也存(cun)在(zai)根(gen)(gen)本(ben)的(de)(de)(de)不同：感(gan)應(ying)線圈感(gan)應(ying)的(de)(de)(de)是(shi)空間內磁感(gan)應(ying)強度(du)(du)的(de)(de)(de)梯(ti)(ti)度(du)(du)，也即變化程(cheng)度(du)(du)，與磁感(gan)應(ying)強度(du)(du)及(ji)其空間分布有關；霍(huo)爾元件感(gan)應(ying)的(de)(de)(de)是(shi)空間內某點的(de)(de)(de)磁感(gan)應(ying)強度(du)(du)的(de)(de)(de)絕對值。為(wei)實現各類(lei)缺陷(xian)的(de)(de)(de)全覆蓋檢測(ce)，根(gen)(gen)據檢測(ce)桿體缺陷(xian)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)信(xin)號特性選擇(ze)霍(huo)爾元件和(he)感(gan)應(ying)線圈兩(liang)種傳感(gan)器同時作為(wei)磁敏感(gan)元件，如(ru)圖7-22所示。
根據(ju)霍爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)和感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)輸(shu)出(chu)特(te)性，感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)雙排交(jiao)錯(cuo)布置(zhi)，相(xiang)(xiang)(xiang)鄰感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)串聯輸(shu)出(chu)，感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)平放(fang)布置(zhi)，可最(zui)大限度地(di)拾取(qu)(qu)缺(que)陷(xian)漏磁信號(hao)(hao)軸向(xiang)分(fen)量(liang)(liang)；霍爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)單(dan)排立(li)裝(zhuang)布置(zhi)，有效(xiao)拾取(qu)(qu)缺(que)陷(xian)漏磁信號(hao)(hao)軸向(xiang)分(fen)量(liang)(liang)，相(xiang)(xiang)(xiang)鄰霍爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)檢測信號(hao)(hao)并聯輸(shu)出(chu)，磁敏感(gan)(gan)(gan)元(yuan)(yuan)件(jian)全覆蓋(gai)布置(zhi)，如圖7-23所示(shi)。將(jiang)16個感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)及(ji)8個霍爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)均(jun)布于整(zheng)圓周(zhou)范圍內，相(xiang)(xiang)(xiang)鄰感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)中心距約(yue)為(wei)8mm，相(xiang)(xiang)(xiang)鄰感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)串聯輸(shu)出(chu)；相(xiang)(xiang)(xiang)鄰霍爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)中心相(xiang)(xiang)(xiang)距約(yue)為(wei)11mm，相(xiang)(xiang)(xiang)鄰霍爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)并聯后單(dan)通(tong)道(dao)輸(shu)出(chu)，檢測元(yuan)(yuan)件(jian)布置(zhi)時(shi)需注意方(fang)位保持(chi)一致。
同時，在感應線圈中放置聚磁鐵心，感應線圈和聚磁鐵心的長、寬、高尺寸分別為：6mm×2mm×3mm和5mm×1.5mm×3mm。為給傳感器提供良好的工作環境，并延長使用壽命，將感應線圈和霍爾元件安裝在瓦狀探靴內部，并且在探靴工作表面噴涂耐磨陶瓷。檢測探靴的結構設計如圖7-24所示，單個瓦狀探靴的有效覆蓋角度為α，相鄰瓦狀探靴交錯β角度布置，從而實現抽油桿的全覆蓋檢測。
三、現場(chang)應用
抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)漏磁(ci)自(zi)(zi)動化檢(jian)(jian)測系(xi)統(tong)實物如圖(tu)7-25所示，該系(xi)統(tong)可檢(jian)(jian)測的抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)規格范圍為φ19～Φ48mm。通過(guo)對磁(ci)化器(qi)、傳感器(qi)和檢(jian)(jian)測探靴(xue)的設計，可對抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體表面(mian)的裂紋、點狀腐蝕等缺(que)陷(xian)進行(xing)全面(mian)可靠的檢(jian)(jian)測。整個(ge)檢(jian)(jian)測過(guo)程(cheng)可實現(xian)自(zi)(zi)動化，包括(kuo)抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)上料、傳送、檢(jian)(jian)測、分級、標記和退(tui)磁(ci)等所有檢(jian)(jian)測過(guo)程(cheng)，具有良好的工程(cheng)應用價值(zhi)，為抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)的修復提供了基礎。
