在石(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)工(gong)業(ye)中(zhong)，目(mu)前(qian)有(you)多種采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)，其中(zhong)機械(xie)(xie)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)最(zui)為普遍和重要，尤其是有(you)桿泵采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)，典型(xing)的(de)(de)有(you)桿泵抽油(you)(you)(you)(you)(you)(you)系統的(de)(de)組(zu)成如圖7-13所(suo)示(shi)。早在石(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)工(gong)業(ye)問(wen)世時，我國所(suo)開(kai)發的(de)(de)大多數油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井開(kai)采(cai)(cai)階段都已(yi)進入(ru)了中(zhong)、高含水期，許(xu)多油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井的(de)(de)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)由原來的(de)(de)自噴式(shi)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)轉(zhuan)為機械(xie)(xie)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)，有(you)些(xie)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井甚至(zhi)最(zui)初的(de)(de)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)就是機械(xie)(xie)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)。據(ju)相關(guan)資料數據(ju)統計，目(mu)前(qian)全(quan)國機械(xie)(xie)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井已(yi)占(zhan)(zhan)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井總數的(de)(de)90％以上(shang)，機械(xie)(xie)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井中(zhong)90％以上(shang)皆為有(you)桿泵采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)，可見(jian)有(you)桿泵采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)已(yi)在我國的(de)(de)石(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)開(kai)采(cai)(cai)中(zhong)占(zhan)(zhan)據(ju)了舉足(zu)輕重的(de)(de)地位(wei)。
抽(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)是抽(chou)(chou)油(you)(you)機(ji)與深井泵之間傳遞動力的(de)重要(yao)部件，長期在腐蝕(shi)介質中承(cheng)受(shou)著交變(bian)載荷，極(ji)易(yi)形成(cheng)如(ru)裂紋、腐蝕(shi)坑（麻點）及(ji)偏磨等缺(que)陷，從而(er)會降低自身強度(du)，嚴重時導致(zhi)斷(duan)桿(gan)(gan)事故。為提高抽(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)循環利(li)用(yong)率，一(yi)種舊抽(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)的(de)再(zai)制(zhi)造新工藝(yi)-冷拔復新制(zhi)造工藝(yi)被廣泛使用(yong)。在此過程(cheng)中，首先(xian)需要(yao)對(dui)抽(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)進行無(wu)損檢測，然后根據抽(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)質量狀況(kuang)采取(qu)合適的(de)修復工藝(yi)。
常(chang)規抽(chou)油桿(gan)(gan)整(zheng)體結構如圖7-14所(suo)示，抽(chou)油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體一般為(wei)實心(xin)圓(yuan)形斷(duan)面的(de)(de)鋼桿(gan)(gan)，當桿(gan)(gan)徑較大時，也有空心(xin)結構，兩端為(wei)鐓(dui)粗的(de)(de)桿(gan)(gan)頭(tou)，由外(wai)螺(luo)紋接(jie)頭(tou)、應力卸(xie)荷槽(cao)、推承面臺肩、方(fang)徑扳手、鐓(dui)粗凸緣(yuan)和圓(yuan)弧過渡區構成。外(wai)螺(luo)紋接(jie)頭(tou)與接(jie)箍相連，方(fang)徑扳手裝卸(xie)抽(chou)油桿(gan)(gan)接(jie)頭(tou)時用于(yu)卡住抽(chou)油桿(gan)(gan)鉗。
常(chang)用抽(chou)油桿規(gui)(gui)格(ge)按桿體(ti)的(de)外徑一共分為6種(zhong)，分別是φ13mm、φ16mm、φ19mm、Φ22mm、φ25mm和(he)(he)ф28mm（1／2in、5／8in、3／4in、7／8in、1in和(he)(he)11／8in），長(chang)度一般為7.62m或8m。根(gen)據API Spec 11B《Specification for Sucker Rods》標準，常(chang)規(gui)(gui)鋼制抽(chou)油桿長(chang)度一般為7.62m、8m和(he)(he)9m。常(chang)用抽(chou)油桿主要規(gui)(gui)格(ge)參(can)數見表7-2。
抽(chou)(chou)油桿作為連接井上抽(chou)(chou)油機(ji)(ji)和井下抽(chou)(chou)油泵(beng)柱塞(sai)之間的連桿，其產生(sheng)的最(zui)典型缺陷形式就是磨(mo)損。抽(chou)(chou)油桿與抽(chou)(chou)油管之間的磨(mo)損形式主要包括機(ji)(ji)械(xie)磨(mo)損、磨(mo)料磨(mo)損和電化學腐蝕。
機械(xie)磨(mo)損(sun)是(shi)單純的(de)抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)與油(you)管(guan)體(ti)發(fa)生偏磨(mo)，影響因(yin)素眾(zhong)多，常見(jian)誘因(yin)包括井眼軌跡形狀、桿(gan)(gan)柱結構及工作(zuo)參數的(de)配合(he)。這種(zhong)常見(jian)的(de)桿(gan)(gan)體(ti)缺(que)陷主要表(biao)現在兩(liang)個方(fang)面：在桿(gan)(gan)體(ti)撓(nao)度(du)(du)相對(dui)較(jiao)小的(de)位置，抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)的(de)接(jie)(jie)箍(gu)與抽(chou)油(you)管(guan)內壁極易產生碰撞摩擦(ca)(ca)，由于油(you)管(guan)的(de)摩擦(ca)(ca)面相對(dui)較(jiao)大，因(yin)此(ci)磨(mo)損(sun)程度(du)(du)較(jiao)輕，但是(shi)桿(gan)(gan)體(ti)接(jie)(jie)箍(gu)和桿(gan)(gan)頭部(bu)分(fen)磨(mo)損(sun)嚴重(zhong)；在抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)撓(nao)度(du)(du)相對(dui)較(jiao)大的(de)地(di)方(fang)，抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)的(de)接(jie)(jie)箍(gu)與抽(chou)油(you)管(guan)內壁產生摩擦(ca)(ca)碰撞的(de)同(tong)時(shi)，桿(gan)(gan)本體(ti)與油(you)管(guan)內壁也會產生摩擦(ca)(ca)，磨(mo)損(sun)比(bi)較(jiao)嚴重(zhong)，導致桿(gan)(gan)體(ti)出現嚴重(zhong)偏磨(mo)。
腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)缺(que)陷(xian)是(shi)一種廣泛存在的電化(hua)(hua)學現象，受(shou)介質環境的影響巨大。桿(gan)體的偏磨與(yu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)缺(que)陷(xian)并(bing)不是(shi)簡單的累(lei)加，而是(shi)兩者結合，相互作(zuo)用(yong)，促(cu)使更(geng)大的破壞產(chan)生。當桿(gan)體表面被活化(hua)(hua)，成為電化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的陽極(ji)，則形成大陰(yin)極(ji)小陽極(ji)的電化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，而產(chan)出液是(shi)強(qiang)電解質，具(ju)有強(qiang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性，對電化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)起到一個催化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)。其(qi)中(zhong)，陽極(ji)則首當其(qi)沖，即(ji)發生桿(gan)體偏磨的位(wei)置會(hui)優先發生電化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，導致(zhi)產(chan)生桿(gan)體偏磨的表面更(geng)加粗糙，加劇磨損。抽油桿(gan)桿(gan)體的常見缺(que)陷(xian)如圖(tu)7-15所示(shi)。
一、檢測(ce)原理
直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)利(li)用直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈產(chan)(chan)生恒(heng)(heng)定的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)對(dui)被(bei)檢(jian)測構(gou)件(jian)進行磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)，其可分為(wei)恒(heng)(heng)定直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)和(he)脈(mo)動電(dian)(dian)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)。恒(heng)(heng)定直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)對(dui)電(dian)(dian)源(yuan)要求較高，整流(liu)(liu)后產(chan)(chan)生波動范圍較小的(de)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)，以免(mian)產(chan)(chan)生磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)波動而降(jiang)低檢(jian)測信號(hao)的(de)信噪(zao)比(bi)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)大小因被(bei)測構(gou)件(jian)的(de)截面(mian)積(ji)不(bu)同而發生變化(hua)(hua)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強(qiang)度的(de)大小通過控制輸入(ru)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)大小來實現調節。脈(mo)動電(dian)(dian)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)在(zai)電(dian)(dian)氣實現上相對(dui)容易，是剩磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)法(fa)檢(jian)測中較常(chang)使用的(de)直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)方式(shi)。
交流磁化(hua)(hua)是向磁化(hua)(hua)器中(zhong)施以(yi)交變(bian)電(dian)流，進而產生交變(bian)的磁化(hua)(hua)場(chang)。但由于(yu)(yu)趨(qu)膚效應，磁化(hua)(hua)場(chang)僅存(cun)在于(yu)(yu)被檢(jian)(jian)測(ce)構件(jian)表面，因此，交流磁化(hua)(hua)適合用于(yu)(yu)鐵磁性(xing)構件(jian)表面或近表層缺陷的檢(jian)(jian)測(ce)。
永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)以永(yong)(yong)久磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵作為磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)源對(dui)鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)構件(jian)施加磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)永(yong)(yong)久磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)中通常(chang)采用磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵、銜鐵以及鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)構件(jian)構成磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)回路。它的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)場與恒定直流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)產生的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場有相通性(xing)，但磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強(qiang)度的調整不(bu)如后者方便，其磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)路一旦確(que)定磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強(qiang)度大(da)(da)小便不(bu)可調整。永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)的吸力(li)很(hen)大(da)(da)，對(dui)抽油桿的前行和檢測探頭的合攏均會帶來不(bu)便。
檢測系統(tong)主要是針對水(shui)平放置在修復車間內的(de)(de)(de)在用抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)（即舊抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)）進(jin)行檢測。考慮抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)徑較細且兩端(duan)存在較大的(de)(de)(de)變(bian)徑區(qu)域，永磁(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)吸力大且尺(chi)寸(cun)規(gui)格(ge)確定后無法進(jin)行磁(ci)(ci)(ci)化強度的(de)(de)(de)調節，對抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)水(shui)平運動、磁(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)均勻(yun)(yun)性和檢測探頭(tou)張緊(jin)均造成不利影響。直流線圈磁(ci)(ci)(ci)化器(qi)具有可調節磁(ci)(ci)(ci)化強度的(de)(de)(de)靈活性，該方式能(neng)夠在抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體內部產生穩定、均勻(yun)(yun)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化場(chang)，獲得分辨(bian)率(lv)良好的(de)(de)(de)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)。此外，從漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)處(chu)理角度來(lai)看，缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)承載(zai)著缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)相關信(xin)息，為了更好地辨(bian)識出(chu)抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)缺(que)陷(xian)信(xin)號(hao)(hao)，勵磁(ci)(ci)(ci)電流與缺(que)陷(xian)信(xin)號(hao)(hao)頻率(lv)之間的(de)(de)(de)差距越大越好。對于一般的(de)(de)(de)檢測速度來(lai)說，缺(que)陷(xian)信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)頻率(lv)范圍是幾(ji)十(shi)赫茲(zi)到上百赫茲(zi)，故勵磁(ci)(ci)(ci)電流頻率(lv)應(ying)該采用低(di)頻或者高頻。
對于(yu)細(xi)長鐵磁(ci)(ci)(ci)性構件，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)方式有(you)單(dan)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)圈(quan)和雙磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)圈(quan)兩(liang)種方式，如圖7-16所示(shi)。單(dan)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)圈(quan)方式中，為了滿足檢(jian)(jian)測一致(zhi)性要求，通(tong)常(chang)將檢(jian)(jian)測探頭(tou)放(fang)置于(yu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)器內部。從而導致(zhi)線(xian)(xian)圈(quan)內外(wai)徑增大，磁(ci)(ci)(ci)通(tong)量在(zai)抽(chou)(chou)油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)外(wai)的(de)(de)空氣中損失大，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)低且(qie)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)(xiao)果差。采(cai)用雙勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)進行軸向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)時，不僅(jin)可(ke)以縮(suo)減線(xian)(xian)圈(quan)內外(wai)徑，增大抽(chou)(chou)油桿(gan)(gan)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強度，增加抽(chou)(chou)油桿(gan)(gan)的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)區(qu)域(yu)，提(ti)高磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，而且(qie)檢(jian)(jian)測探頭(tou)可(ke)以布(bu)置在(zai)兩(liang)個檢(jian)(jian)測線(xian)(xian)圈(quan)中間部位。根(gen)據霍姆赫茲線(xian)(xian)圈(quan)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場分布(bu)，雙線(xian)(xian)圈(quan)軸向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)在(zai)抽(chou)(chou)油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)內部更易形成密集(ji)而均勻的(de)(de)軸向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)場，有(you)助于(yu)提(ti)高檢(jian)(jian)測信號的(de)(de)靈敏度和穩定性。
以(yi)直徑φ25mm抽油(you)桿中(zhong)心線為中(zhong)心建(jian)立2D對稱有限元模型，利用ANSYS仿真軟件計算獲(huo)得不同(tong)磁(ci)(ci)化方式下的抽油(you)桿中(zhong)心線方向的磁(ci)(ci)感應(ying)強度，如圖7-17所示。
從(cong)圖7-17分(fen)析可知(zhi)，雙(shuang)線(xian)(xian)(xian)圈在(zai)抽油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體內(nei)更易獲(huo)得均勻(yun)且(qie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化強度(du)相對較大(da)的(de)(de)(de)軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)，均勻(yun)軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)接近2.2T，且(qie)兩磁(ci)(ci)(ci)(ci)化線(xian)(xian)(xian)圈的(de)(de)(de)軸(zhou)向間距達到了(le)150mm。基于(yu)雙(shuang)線(xian)(xian)(xian)圈軸(zhou)向直流(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)抽油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)自(zi)動檢(jian)測(ce)方案如圖7-18所示(shi)，通過(guo)(guo)軸(zhou)向布置兩個直流(liu)勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)圈將抽油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體磁(ci)(ci)(ci)(ci)化到飽(bao)和(he)(he)(he)(he)或近飽(bao)和(he)(he)(he)(he)狀態(tai)，當(dang)抽油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體表面有缺陷(xian)(xian)存在(zai)時，抽油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體缺陷(xian)(xian)處(chu)局部材料的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)導率(lv)會降低，磁(ci)(ci)(ci)(ci)阻(zu)增大(da)，抽油(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體內(nei)部的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)(xian)(xian)會發生畸變，從(cong)而導致部分(fen)磁(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)(xian)(xian)泄漏到空氣中(zhong)，形成缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)，然(ran)后被處(chu)于(yu)雙(shuang)勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)圈中(zhong)間的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)傳感器拾取，繼(ji)而將漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)轉換(huan)(huan)為(wei)電壓信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)，之后經過(guo)(guo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)放大(da)器進(jin)(jin)行信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)放大(da)和(he)(he)(he)(he)濾波處(chu)理(li)，并進(jin)(jin)入A-D轉換(huan)(huan)器，完成對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)調(diao)理(li)和(he)(he)(he)(he)采集(ji)，最終漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)數字信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)進(jin)(jin)入計(ji)算機上(shang)位(wei)機軟件進(jin)(jin)行分(fen)析處(chu)理(li)和(he)(he)(he)(he)顯示(shi)。
二、整(zheng)體方案
抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)漏(lou)磁自(zi)動(dong)(dong)檢(jian)(jian)測總體(ti)布局(ju)如(ru)圖7-19所示。抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)漏(lou)磁自(zi)動(dong)(dong)檢(jian)(jian)測系統主要包(bao)括(kuo)：料(liao)架、氣動(dong)(dong)翻料(liao)機(ji)構(gou)、傳送機(ji)構(gou)、氣動(dong)(dong)壓(ya)緊扶(fu)正(zheng)裝置、檢(jian)(jian)測探(tan)頭氣動(dong)(dong)跟蹤(zong)機(ji)構(gou)。氣動(dong)(dong)翻料(liao)機(ji)構(gou)完成(cheng)待檢(jian)(jian)測抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)從(cong)上料(liao)架到傳送輪以及下料(liao)分選區的傳遞工(gong)作；氣動(dong)(dong)壓(ya)緊扶(fu)正(zheng)裝置主要用于壓(ya)緊和(he)扶(fu)正(zheng)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)，使其平穩地通過(guo)檢(jian)(jian)測設備(bei)；檢(jian)(jian)測探(tan)頭氣動(dong)(dong)跟蹤(zong)機(ji)構(gou)用于實現探(tan)頭緊貼桿(gan)體(ti)表面，并保證(zheng)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)接箍的順利通過(guo)。
抽(chou)油(you)桿漏磁自(zi)動檢測流程(cheng)分(fen)為以下幾(ji)步：
1）氣動(dong)上(shang)翻料(liao)機(ji)構將待檢(jian)測(ce)抽(chou)油(you)桿從上(shang)料(liao)架送至傳(chuan)送線，抽(chou)油(you)桿在傳(chuan)送機(ji)構的驅(qu)動(dong)下勻速傳(chuan)送至檢(jian)測(ce)主(zhu)機(ji)。
2）對(dui)磁(ci)(ci)化(hua)器通(tong)以直(zhi)流(liu)電(dian)，使得磁(ci)(ci)化(hua)器產(chan)(chan)生穩定的軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)化(hua)場，將抽(chou)油(you)(you)桿(gan)桿(gan)體軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)化(hua)至(zhi)飽和(he)(he)或(huo)近飽和(he)(he)狀態。當抽(chou)油(you)(you)桿(gan)桿(gan)體存(cun)在缺陷(xian)時(shi)，缺陷(xian)處便會(hui)產(chan)(chan)生相應的漏磁(ci)(ci)場。
3）缺(que)陷漏磁(ci)場被漏磁(ci)傳感器拾取，并(bing)轉換為電壓信(xin)號，之(zhi)后(hou)依次經過信(xin)號放大、濾波、A-D轉換，然后(hou)完成采集，最后(hou)進入(ru)計(ji)算機(ji)的(de)上位機(ji)軟件(jian)進行(xing)顯示(shi)和(he)處理。
4）抽油桿檢(jian)測完成之(zhi)后，利用退磁(ci)器(qi)實現退磁(ci)，之(zhi)后進行下一根抽油桿的循(xun)環檢(jian)測。
1. 壓緊扶正裝置
如圖7-20所示，檢測主機由(you)前(qian)后兩(liang)個壓(ya)緊(jin)扶(fu)正(zheng)裝置、中間檢測探(tan)頭板以及磁化器集于一體，組成一個完整的檢測設備(bei)單元。氣(qi)(qi)動(dong)壓(ya)緊(jin)扶(fu)正(zheng)裝置如圖7-21所示，主要(yao)由(you)兩(liang)個單級(ji)臥(wo)式擺(bai)線針(zhen)形(xing)電動(dong)機、上(shang)下壓(ya)緊(jin)輪(lun)、底部支撐(cheng)氣(qi)(qi)囊(nang)和頂(ding)部超(chao)薄(bo)傳動(dong)氣(qi)(qi)缸組成。壓(ya)緊(jin)扶(fu)正(zheng)裝置的主要(yao)功能是實(shi)現(xian)傳動(dong)構件的導向和驅動(dong)，使(shi)其平穩(wen)通過檢測探(tan)頭板。
2．檢(jian)測探頭
在(zai)漏磁檢測中，被檢測的(de)(de)(de)量包括(kuo)磁感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和磁感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)梯(ti)度(du)(du)(du)，兩(liang)(liang)者存(cun)在(zai)根本區(qu)別。感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈和霍(huo)爾元(yuan)件(jian)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用也存(cun)在(zai)根本的(de)(de)(de)不(bu)同：感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)是空(kong)間(jian)內(nei)磁感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)梯(ti)度(du)(du)(du)，也即變化程度(du)(du)(du)，與磁感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)及其空(kong)間(jian)分布有(you)關(guan)；霍(huo)爾元(yuan)件(jian)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)是空(kong)間(jian)內(nei)某點的(de)(de)(de)磁感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)絕對值。為實現各類缺(que)陷的(de)(de)(de)全覆(fu)蓋檢測，根據檢測桿體缺(que)陷產生的(de)(de)(de)信號特性選(xuan)擇霍(huo)爾元(yuan)件(jian)和感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈兩(liang)(liang)種傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器同時(shi)作為磁敏感(gan)(gan)(gan)元(yuan)件(jian)，如圖7-22所(suo)示。
根據(ju)霍(huo)(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)和感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)輸(shu)(shu)出特(te)性(xing)，感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)雙排(pai)(pai)交錯布置(zhi)(zhi)，相(xiang)(xiang)鄰(lin)(lin)(lin)感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)串聯(lian)輸(shu)(shu)出，感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)平放(fang)布置(zhi)(zhi)，可最大限度地拾取缺陷(xian)漏磁(ci)信號軸向分量；霍(huo)(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)單排(pai)(pai)立裝布置(zhi)(zhi)，有(you)效拾取缺陷(xian)漏磁(ci)信號軸向分量，相(xiang)(xiang)鄰(lin)(lin)(lin)霍(huo)(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)檢測信號并聯(lian)輸(shu)(shu)出，磁(ci)敏感(gan)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)全覆蓋(gai)布置(zhi)(zhi)，如圖(tu)7-23所示(shi)。將16個(ge)感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)及8個(ge)霍(huo)(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)均(jun)布于整圓周(zhou)范圍(wei)內，相(xiang)(xiang)鄰(lin)(lin)(lin)感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)中心距約為8mm，相(xiang)(xiang)鄰(lin)(lin)(lin)感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)串聯(lian)輸(shu)(shu)出；相(xiang)(xiang)鄰(lin)(lin)(lin)霍(huo)(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)中心相(xiang)(xiang)距約為11mm，相(xiang)(xiang)鄰(lin)(lin)(lin)霍(huo)(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)并聯(lian)后單通道輸(shu)(shu)出，檢測元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)布置(zhi)(zhi)時需(xu)注意方位(wei)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、現場應用
抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)漏磁(ci)自動化(hua)檢(jian)(jian)測(ce)系(xi)統(tong)(tong)實物如圖(tu)7-25所(suo)示，該(gai)系(xi)統(tong)(tong)可(ke)檢(jian)(jian)測(ce)的抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)規(gui)格范圍(wei)為(wei)φ19～Φ48mm。通過對磁(ci)化(hua)器、傳感器和檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)靴(xue)的設計，可(ke)對抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體表(biao)面(mian)的裂紋、點狀(zhuang)腐(fu)蝕(shi)等缺(que)陷進(jin)行全(quan)面(mian)可(ke)靠的檢(jian)(jian)測(ce)。整(zheng)個檢(jian)(jian)測(ce)過程(cheng)可(ke)實現(xian)自動化(hua)，包(bao)括(kuo)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)上料、傳送、檢(jian)(jian)測(ce)、分級、標(biao)記和退磁(ci)等所(suo)有檢(jian)(jian)測(ce)過程(cheng)，具有良(liang)好(hao)的工(gong)程(cheng)應用價(jia)值，為(wei)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)的修復提供(gong)了基礎(chu)。
