在石油(you)工業中，目(mu)(mu)前有多種(zhong)采(cai)(cai)(cai)油(you)方(fang)式(shi)(shi)，其(qi)中機(ji)械(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)最為普(pu)遍和重(zhong)要，尤其(qi)是(shi)有桿(gan)(gan)(gan)泵采(cai)(cai)(cai)油(you)，典(dian)型的(de)(de)有桿(gan)(gan)(gan)泵抽油(you)系統(tong)的(de)(de)組成如圖7-13所示。早在石油(you)工業問世(shi)時，我國所開發(fa)的(de)(de)大多數油(you)井開采(cai)(cai)(cai)階段(duan)都已進入了中、高含水期(qi)，許多油(you)井的(de)(de)采(cai)(cai)(cai)油(you)方(fang)式(shi)(shi)由原來的(de)(de)自噴式(shi)(shi)采(cai)(cai)(cai)油(you)轉為機(ji)械(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)方(fang)式(shi)(shi)，有些油(you)井甚至最初(chu)的(de)(de)采(cai)(cai)(cai)油(you)方(fang)式(shi)(shi)就是(shi)機(ji)械(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)。據(ju)相關(guan)資(zi)料數據(ju)統(tong)計(ji)，目(mu)(mu)前全國機(ji)械(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)井已占(zhan)油(you)井總數的(de)(de)90％以上(shang)(shang)，機(ji)械(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)井中90％以上(shang)(shang)皆為有桿(gan)(gan)(gan)泵采(cai)(cai)(cai)油(you)方(fang)式(shi)(shi)，可見有桿(gan)(gan)(gan)泵采(cai)(cai)(cai)油(you)方(fang)式(shi)(shi)已在我國的(de)(de)石油(you)開采(cai)(cai)(cai)中占(zhan)據(ju)了舉(ju)足輕(qing)重(zhong)的(de)(de)地位。
抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)是(shi)抽(chou)(chou)油(you)機與深(shen)井(jing)泵之(zhi)間傳遞動力的(de)重要部件，長(chang)期在(zai)腐蝕(shi)介質中(zhong)承受著交變載(zai)荷，極易形成如(ru)裂紋、腐蝕(shi)坑（麻點）及偏磨等缺陷(xian)，從而會降(jiang)低自身強度(du)，嚴重時導致斷桿(gan)事故。為提(ti)高(gao)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)循(xun)環利用率，一種(zhong)舊抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)的(de)再(zai)制造(zao)新工藝(yi)(yi)-冷拔復新制造(zao)工藝(yi)(yi)被(bei)廣泛(fan)使用。在(zai)此(ci)過程中(zhong)，首先需要對抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)進(jin)行無損(sun)檢測(ce)，然后根據抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)質量狀況采取合適的(de)修復工藝(yi)(yi)。
常(chang)規抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)整體(ti)結(jie)構如(ru)圖7-14所示，抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)一般(ban)為實心(xin)圓(yuan)形斷面的鋼桿(gan)(gan)(gan)，當(dang)桿(gan)(gan)(gan)徑較大時，也有空心(xin)結(jie)構，兩端(duan)為鐓粗的桿(gan)(gan)(gan)頭，由外(wai)螺紋接頭、應力卸荷槽、推承面臺(tai)肩、方徑扳(ban)手、鐓粗凸緣和圓(yuan)弧過渡區(qu)構成。外(wai)螺紋接頭與接箍相連(lian)，方徑扳(ban)手裝卸抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)接頭時用(yong)于卡(ka)住抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)鉗。
常(chang)(chang)用(yong)抽油桿規格(ge)按桿體的(de)外徑(jing)一共分為(wei)6種，分別是φ13mm、φ16mm、φ19mm、Φ22mm、φ25mm和ф28mm（1／2in、5／8in、3／4in、7／8in、1in和11／8in），長度一般為(wei)7.62m或8m。根據API Spec 11B《Specification for Sucker Rods》標準，常(chang)(chang)規鋼制抽油桿長度一般為(wei)7.62m、8m和9m。常(chang)(chang)用(yong)抽油桿主(zhu)要規格(ge)參數見表7-2。
抽(chou)(chou)油(you)桿作為連接井上抽(chou)(chou)油(you)機和井下抽(chou)(chou)油(you)泵(beng)柱塞之(zhi)間的連桿，其產生的最典(dian)型缺陷形式就是(shi)磨損(sun)。抽(chou)(chou)油(you)桿與(yu)抽(chou)(chou)油(you)管之(zhi)間的磨損(sun)形式主(zhu)要包括機械磨損(sun)、磨料磨損(sun)和電化學(xue)腐(fu)蝕。
機(ji)械磨(mo)損是(shi)單純的(de)(de)抽(chou)油桿(gan)桿(gan)體(ti)與油管(guan)(guan)(guan)體(ti)發(fa)生(sheng)偏磨(mo)，影響因(yin)素眾多(duo)，常見誘因(yin)包括井眼軌跡形狀、桿(gan)柱(zhu)結(jie)構及工作參數的(de)(de)配合。這(zhe)種常見的(de)(de)桿(gan)體(ti)缺陷主要表(biao)現在兩個(ge)方面：在桿(gan)體(ti)撓度相(xiang)對(dui)較(jiao)小(xiao)的(de)(de)位(wei)置(zhi)，抽(chou)油桿(gan)的(de)(de)接(jie)(jie)箍(gu)(gu)與抽(chou)油管(guan)(guan)(guan)內壁(bi)極(ji)易產(chan)生(sheng)碰撞摩擦，由于(yu)油管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)摩擦面相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)，因(yin)此(ci)磨(mo)損程度較(jiao)輕，但(dan)是(shi)桿(gan)體(ti)接(jie)(jie)箍(gu)(gu)和桿(gan)頭部(bu)分磨(mo)損嚴(yan)(yan)重(zhong)；在抽(chou)油桿(gan)桿(gan)體(ti)撓度相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)(de)地方，抽(chou)油桿(gan)的(de)(de)接(jie)(jie)箍(gu)(gu)與抽(chou)油管(guan)(guan)(guan)內壁(bi)產(chan)生(sheng)摩擦碰撞的(de)(de)同時，桿(gan)本體(ti)與油管(guan)(guan)(guan)內壁(bi)也會產(chan)生(sheng)摩擦，磨(mo)損比較(jiao)嚴(yan)(yan)重(zhong)，導(dao)致桿(gan)體(ti)出現嚴(yan)(yan)重(zhong)偏磨(mo)。
腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)缺(que)陷是(shi)(shi)一種廣泛存在(zai)的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)現象，受(shou)介質(zhi)環境的(de)影響巨大(da)(da)。桿(gan)體(ti)的(de)偏(pian)磨(mo)與腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)缺(que)陷并不是(shi)(shi)簡單的(de)累(lei)加(jia)，而是(shi)(shi)兩者結(jie)合，相互(hu)作用(yong)，促(cu)使(shi)更大(da)(da)的(de)破(po)壞產(chan)(chan)生。當桿(gan)體(ti)表面(mian)被活化(hua)(hua)(hua)，成為(wei)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)陽(yang)(yang)極，則形成大(da)(da)陰極小陽(yang)(yang)極的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，而產(chan)(chan)出液是(shi)(shi)強電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)，具有強腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)，對電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)起到一個催化(hua)(hua)(hua)作用(yong)。其中，陽(yang)(yang)極則首當其沖，即發生桿(gan)體(ti)偏(pian)磨(mo)的(de)位置會優先發生電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，導致產(chan)(chan)生桿(gan)體(ti)偏(pian)磨(mo)的(de)表面(mian)更加(jia)粗糙，加(jia)劇磨(mo)損。抽油桿(gan)桿(gan)體(ti)的(de)常見缺(que)陷如圖7-15所示。
一(yi)、檢測原理
直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)利用(yong)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)線圈產(chan)生(sheng)恒定(ding)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場對(dui)(dui)被檢測(ce)構件進行磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)，其(qi)可分為恒定(ding)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)和脈(mo)動電(dian)(dian)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)。恒定(ding)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)對(dui)(dui)電(dian)(dian)源要求較高，整(zheng)流(liu)(liu)后產(chan)生(sheng)波動范圍較小(xiao)(xiao)的(de)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)，以免產(chan)生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場波動而降低(di)檢測(ce)信(xin)號(hao)的(de)信(xin)噪比(bi)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)大小(xiao)(xiao)因被測(ce)構件的(de)截面積(ji)不同(tong)而發(fa)生(sheng)變化(hua)(hua)(hua)(hua)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)強度的(de)大小(xiao)(xiao)通過控(kong)制(zhi)輸入電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)大小(xiao)(xiao)來實現調節。脈(mo)動電(dian)(dian)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)在電(dian)(dian)氣實現上相對(dui)(dui)容易，是(shi)剩磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)法檢測(ce)中較常使用(yong)的(de)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)方式。
交(jiao)流(liu)磁(ci)(ci)化是向磁(ci)(ci)化器中施以交(jiao)變電(dian)流(liu)，進而(er)產生交(jiao)變的(de)磁(ci)(ci)化場(chang)。但由于趨(qu)膚效應，磁(ci)(ci)化場(chang)僅(jin)存在于被檢(jian)測構件表(biao)面(mian)，因此(ci)，交(jiao)流(liu)磁(ci)(ci)化適合用于鐵磁(ci)(ci)性(xing)構件表(biao)面(mian)或(huo)近(jin)表(biao)層缺陷(xian)的(de)檢(jian)測。
永磁(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)以永久磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)作為磁(ci)(ci)(ci)源對鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)性構件(jian)施加磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)。在永久磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)中(zhong)通常采用磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)、銜(xian)鐵(tie)以及鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)性構件(jian)構成磁(ci)(ci)(ci)回路。它的(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)與恒(heng)定直流磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)產生的(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)有(you)相(xiang)通性，但磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度的(de)調整(zheng)不如(ru)后(hou)者方便，其(qi)磁(ci)(ci)(ci)路一旦確定磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度大小(xiao)便不可調整(zheng)。永磁(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)吸力很大，對抽油桿的(de)前(qian)行和(he)檢測探頭的(de)合攏均會帶(dai)來不便。
檢(jian)測(ce)系統(tong)主要是針對水平放(fang)置在修復(fu)車(che)間內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)在用抽(chou)油(you)桿(gan)（即(ji)舊抽(chou)油(you)桿(gan)）進行檢(jian)測(ce)。考慮抽(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)徑較(jiao)細且兩端存在較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)變徑區(qu)域，永磁(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)(de)(de)吸力大(da)且尺寸規格(ge)確定后無法進行磁(ci)(ci)(ci)(ci)化強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)調節(jie)(jie)，對抽(chou)油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)水平運(yun)動、磁(ci)(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)(de)(de)均勻性(xing)和檢(jian)測(ce)探頭張緊均造成不利影(ying)響(xiang)。直流線圈磁(ci)(ci)(ci)(ci)化器具有可調節(jie)(jie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)靈活性(xing)，該(gai)方(fang)式能夠(gou)在抽(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體內(nei)部產生穩定、均勻的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化場，獲得分辨率良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場。此(ci)外(wai)，從漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)處(chu)理角度來(lai)看，缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場承(cheng)載著缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)相關信(xin)息(xi)，為了更好地辨識出抽(chou)油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)缺陷信(xin)號(hao)(hao)，勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)電流與(yu)缺陷信(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率之間的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)距越(yue)大(da)越(yue)好。對于一(yi)般的(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)速(su)度來(lai)說，缺陷信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率范(fan)圍是幾十赫(he)茲到上百赫(he)茲，故勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)電流頻(pin)(pin)率應該(gai)采用低頻(pin)(pin)或(huo)者高頻(pin)(pin)。
對于細長(chang)鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性構件，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)方式有單磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)和雙(shuang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)兩種方式，如(ru)圖7-16所示。單磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)方式中(zhong)，為(wei)了滿(man)足檢(jian)測(ce)(ce)一致(zhi)性要(yao)求，通(tong)(tong)常將(jiang)檢(jian)測(ce)(ce)探頭放置于磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)器(qi)內(nei)部(bu)(bu)。從而導(dao)致(zhi)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)外徑增(zeng)大(da)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)通(tong)(tong)量(liang)在(zai)抽油桿桿體外的(de)空(kong)氣中(zhong)損失大(da)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)效(xiao)率(lv)低且磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)效(xiao)果差。采用雙(shuang)勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)進行軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)時(shi)，不僅可以縮減線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)外徑，增(zeng)大(da)抽油桿的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)強(qiang)度，增(zeng)加抽油桿的(de)有效(xiao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)區域，提高磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)效(xiao)率(lv)，而且檢(jian)測(ce)(ce)探頭可以布(bu)置在(zai)兩個檢(jian)測(ce)(ce)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中(zhong)間(jian)部(bu)(bu)位。根據霍姆赫茲線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分布(bu)，雙(shuang)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)在(zai)抽油桿桿體內(nei)部(bu)(bu)更易形成密(mi)集而均勻的(de)軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)，有助于提高檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)號的(de)靈敏度和穩定性。
以(yi)直(zhi)徑φ25mm抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)中(zhong)心(xin)線為(wei)中(zhong)心(xin)建立2D對稱有限元模(mo)型，利用ANSYS仿真(zhen)軟件計算(suan)獲得不同磁化方式下的抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)中(zhong)心(xin)線方向的磁感應強(qiang)度，如圖(tu)7-17所示。
從圖7-17分析可(ke)知，雙(shuang)(shuang)線圈(quan)在抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)內更易(yi)獲得均勻且磁(ci)(ci)(ci)化強(qiang)度相對(dui)較大(da)(da)的(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化場，均勻軸(zhou)(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化場接近(jin)2.2T，且兩(liang)(liang)磁(ci)(ci)(ci)化線圈(quan)的(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)間距達(da)到(dao)(dao)了150mm。基于雙(shuang)(shuang)線圈(quan)軸(zhou)(zhou)向(xiang)直流(liu)磁(ci)(ci)(ci)化的(de)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)自動(dong)檢測方案如(ru)圖7-18所示，通過軸(zhou)(zhou)向(xiang)布置(zhi)兩(liang)(liang)個直流(liu)勵磁(ci)(ci)(ci)線圈(quan)將(jiang)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)磁(ci)(ci)(ci)化到(dao)(dao)飽(bao)和(he)或近(jin)飽(bao)和(he)狀態(tai)，當抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)表面有缺(que)(que)陷存在時(shi)，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)缺(que)(que)陷處(chu)局部材料的(de)磁(ci)(ci)(ci)導(dao)率(lv)會(hui)降低，磁(ci)(ci)(ci)阻增大(da)(da)，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)內部的(de)磁(ci)(ci)(ci)力線會(hui)發生畸(ji)變(bian)，從而導(dao)致部分磁(ci)(ci)(ci)力線泄(xie)漏(lou)到(dao)(dao)空(kong)氣(qi)中(zhong)，形成(cheng)缺(que)(que)陷的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場，然后(hou)被處(chu)于雙(shuang)(shuang)勵磁(ci)(ci)(ci)線圈(quan)中(zhong)間的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)傳感(gan)器(qi)拾取，繼(ji)而將(jiang)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)信號轉(zhuan)換為電壓信號，之后(hou)經過信號放大(da)(da)器(qi)進行(xing)信號放大(da)(da)和(he)濾波處(chu)理，并進入A-D轉(zhuan)換器(qi)，完成(cheng)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)信號的(de)調理和(he)采集，最終漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測數字信號進入計算機上(shang)位機軟(ruan)件進行(xing)分析處(chu)理和(he)顯示。
二、整體(ti)方(fang)案
抽油(you)(you)桿(gan)漏磁(ci)自動(dong)檢(jian)測(ce)(ce)總體布局如圖7-19所示(shi)。抽油(you)(you)桿(gan)漏磁(ci)自動(dong)檢(jian)測(ce)(ce)系統主要包括(kuo)：料架、氣動(dong)翻(fan)料機構(gou)(gou)、傳送機構(gou)(gou)、氣動(dong)壓(ya)(ya)(ya)緊(jin)扶正裝置、檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭(tou)氣動(dong)跟(gen)蹤機構(gou)(gou)。氣動(dong)翻(fan)料機構(gou)(gou)完(wan)成待檢(jian)測(ce)(ce)抽油(you)(you)桿(gan)從上(shang)料架到(dao)傳送輪以及下(xia)料分選區的(de)傳遞工作(zuo)；氣動(dong)壓(ya)(ya)(ya)緊(jin)扶正裝置主要用于(yu)壓(ya)(ya)(ya)緊(jin)和扶正抽油(you)(you)桿(gan)桿(gan)體，使其平穩(wen)地通過檢(jian)測(ce)(ce)設備(bei)；檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭(tou)氣動(dong)跟(gen)蹤機構(gou)(gou)用于(yu)實現(xian)探(tan)(tan)頭(tou)緊(jin)貼桿(gan)體表面，并保證抽油(you)(you)桿(gan)接(jie)箍的(de)順利通過。
抽油(you)桿漏磁自動(dong)檢測(ce)流程分為(wei)以下(xia)幾步：
1）氣(qi)動(dong)上翻料(liao)機構將待(dai)檢測(ce)抽油(you)桿從(cong)上料(liao)架(jia)送(song)至傳(chuan)送(song)線，抽油(you)桿在傳(chuan)送(song)機構的(de)驅(qu)動(dong)下勻速傳(chuan)送(song)至檢測(ce)主機。
2）對磁(ci)化(hua)(hua)器通以直(zhi)流(liu)電，使得磁(ci)化(hua)(hua)器產(chan)生穩定(ding)的軸向磁(ci)化(hua)(hua)場，將抽油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體軸向磁(ci)化(hua)(hua)至飽和或近飽和狀態(tai)。當抽油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體存在(zai)缺陷時，缺陷處便會產(chan)生相(xiang)應的漏(lou)磁(ci)場。
3）缺陷(xian)漏磁場被漏磁傳感器拾取，并(bing)轉(zhuan)換為電壓信號，之(zhi)后依次(ci)經過信號放大、濾波(bo)、A-D轉(zhuan)換，然后完(wan)成采集，最后進入計算機(ji)的上位機(ji)軟件進行顯示和(he)處(chu)理。
4）抽油桿(gan)檢(jian)測完成之(zhi)后，利(li)用退磁器(qi)實現退磁，之(zhi)后進行下一(yi)根抽油桿(gan)的循環檢(jian)測。
1. 壓緊扶正裝置(zhi)
如圖7-20所(suo)示，檢測主機由(you)前后兩個(ge)(ge)壓(ya)緊扶正裝(zhuang)置、中間檢測探(tan)頭板以及(ji)磁化器(qi)集于一體，組(zu)成一個(ge)(ge)完整的(de)檢測設備單(dan)元。氣動壓(ya)緊扶正裝(zhuang)置如圖7-21所(suo)示，主要由(you)兩個(ge)(ge)單(dan)級(ji)臥式擺線針形電動機、上下壓(ya)緊輪(lun)、底(di)部支(zhi)撐氣囊(nang)和頂部超(chao)薄傳動氣缸(gang)組(zu)成。壓(ya)緊扶正裝(zhuang)置的(de)主要功(gong)能是實現傳動構件的(de)導向和驅動，使其平(ping)穩通過檢測探(tan)頭板。
2．檢測探頭(tou)
在(zai)(zai)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)中，被檢(jian)(jian)測(ce)的(de)量包括磁感(gan)(gan)應(ying)強度(du)(du)和磁感(gan)(gan)應(ying)強度(du)(du)的(de)梯度(du)(du)，兩者存在(zai)(zai)根(gen)本區別。感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)和霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)的(de)應(ying)用也(ye)存在(zai)(zai)根(gen)本的(de)不同：感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)感(gan)(gan)應(ying)的(de)是(shi)空間內(nei)(nei)磁感(gan)(gan)應(ying)強度(du)(du)的(de)梯度(du)(du)，也(ye)即變化程(cheng)度(du)(du)，與磁感(gan)(gan)應(ying)強度(du)(du)及其空間分布(bu)有關；霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)感(gan)(gan)應(ying)的(de)是(shi)空間內(nei)(nei)某點的(de)磁感(gan)(gan)應(ying)強度(du)(du)的(de)絕對值。為實(shi)現各類缺陷(xian)的(de)全覆蓋檢(jian)(jian)測(ce)，根(gen)據檢(jian)(jian)測(ce)桿體缺陷(xian)產生的(de)信號特性選擇霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)和感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)兩種傳感(gan)(gan)器同時作為磁敏感(gan)(gan)元(yuan)件(jian)，如圖7-22所示。
根據霍(huo)(huo)爾元(yuan)件(jian)(jian)(jian)和感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)的輸出(chu)(chu)(chu)特性，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)雙排交錯布(bu)(bu)(bu)置(zhi)，相鄰感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)串聯輸出(chu)(chu)(chu)，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)平放布(bu)(bu)(bu)置(zhi)，可最大(da)限度地拾(shi)取(qu)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)信號(hao)軸(zhou)向分(fen)量；霍(huo)(huo)爾元(yuan)件(jian)(jian)(jian)單(dan)排立裝布(bu)(bu)(bu)置(zhi)，有效拾(shi)取(qu)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)信號(hao)軸(zhou)向分(fen)量，相鄰霍(huo)(huo)爾元(yuan)件(jian)(jian)(jian)檢測信號(hao)并聯輸出(chu)(chu)(chu)，磁(ci)敏感(gan)(gan)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)全覆(fu)蓋布(bu)(bu)(bu)置(zhi)，如圖7-23所示。將16個感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)及8個霍(huo)(huo)爾元(yuan)件(jian)(jian)(jian)均布(bu)(bu)(bu)于(yu)整圓周范圍內，相鄰感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)的中心(xin)距約為8mm，相鄰感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)串聯輸出(chu)(chu)(chu)；相鄰霍(huo)(huo)爾元(yuan)件(jian)(jian)(jian)中心(xin)相距約為11mm，相鄰霍(huo)(huo)爾元(yuan)件(jian)(jian)(jian)并聯后單(dan)通道輸出(chu)(chu)(chu)，檢測元(yuan)件(jian)(jian)(jian)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)時需注意方位保持一(yi)致(zhi)。
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、現場應用
抽(chou)油(you)桿漏磁(ci)自(zi)動化檢(jian)(jian)(jian)測(ce)系統實物如(ru)圖(tu)7-25所示，該系統可(ke)(ke)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)抽(chou)油(you)桿規格(ge)范圍為φ19～Φ48mm。通過對磁(ci)化器、傳感(gan)器和檢(jian)(jian)(jian)測(ce)探靴的(de)(de)設計，可(ke)(ke)對抽(chou)油(you)桿桿體表面(mian)的(de)(de)裂紋、點(dian)狀腐蝕等缺(que)陷進行(xing)全面(mian)可(ke)(ke)靠的(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)。整個檢(jian)(jian)(jian)測(ce)過程可(ke)(ke)實現自(zi)動化，包括抽(chou)油(you)桿上料(liao)、傳送、檢(jian)(jian)(jian)測(ce)、分級、標記和退磁(ci)等所有(you)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)過程，具有(you)良好(hao)的(de)(de)工程應(ying)用價(jia)值，為抽(chou)油(you)桿的(de)(de)修復提供了基礎。
