[實用新型]一種鉆具內螺紋應力狀況外檢測裝置

有效

• 申請號: 201320050521.9
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN203231998U
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 蘇建文;楊成新;祖強;盧強;龔建文;劉鵬;王中勝;許文潮;樊建春;張來斌
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N27/72
• 分類號: G01N27/72
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 張少宏

技術領域

本實用新型涉及一種鉆具內螺紋應力狀況外檢測裝置，屬于無損檢測技術領域，主要用于檢測石油鉆具外螺紋應力狀況，為鉆具的評級提供依據。?

背景技術

目前，鉆具失效的一種主要表現形式為連接螺紋部位斷裂破壞，對于鉆具接頭內螺紋的斷裂裂紋常發生在最后嚙合部位的螺扣處。鉆具接頭內螺紋部位成為鉆具最容易發生破壞的薄弱環節緣于其幾何結構及螺紋根部的應力集中效應,其應力集中效應源于在鉆具內外螺紋連接后，在外螺紋小端端面處截面積突然由內外兩螺紋截面變為只有內螺紋截面，此處將產生應力集中，成為疲勞斷裂的薄弱環節，使之在復合交變應力作用下容易萌生疲勞裂紋，同時這部分內螺紋暴露在泥漿中，內螺紋根部受到泥漿的渦流沖擊和腐蝕，容易形成尖銳切口，加深應力集中發生破壞，在循環應力和腐蝕介質雙重作用下疲勞裂紋擴展直至斷裂。近年來，油田鉆具接頭內螺紋部位的疲勞斷裂問題非常突出，鉆具接頭內螺紋斷裂失效對鉆井生產造成非常惡劣的影響，并帶來巨大的經濟損失。由于內螺紋部位幾何結構相對復雜，壁厚較大，現有的常規無損檢測技術手段在早期診斷鉆具內螺紋部位應力集中異常和微裂紋方面存在明顯不足。已有的實踐證明，現有的無損探傷技術（如渦流、超聲、X射線等），對于檢測已出現的宏觀缺陷較為有效,但無法從疲勞損傷的根源（微觀缺陷和應力集中區）上對鉆具技術狀態做出早期評定，預防鉆具的意外損傷。?

磁記憶檢測技術的基本原理是：鐵磁性金屬工件由于疲勞和蠕變產生的微裂紋會在缺陷處出現應力集中，由于鐵磁性金屬工件存在磁機械效應，故其表面上的磁場分布與工件應力載荷有一定的對應關系，因此可通過檢測工件表面的磁場分布狀況間接地對工件的缺陷和應力集中區進行診斷。?

磁記憶檢測技術作為一種全新的無損檢測技術，已經在國內外引起了高度重視，目前未見有基于磁記憶檢測技術的鉆具內螺紋檢測裝置成果發表。?

發明內容

為了克服現有技術的不足,本實用新型提供一種鉆具內螺紋應力狀況外檢測裝置。針對現有無損檢測裝置對鉆具接頭內螺紋微觀缺陷和應力集中區檢測上的不足，本實用新型的目的在于從鉆具接頭外壁實現對鉆具接頭內螺紋微觀缺陷和應力集中區的檢測，由于本實用新型中采用的金屬磁記憶傳感器，對檢測接頭外壁具有較強的穿透性能，進而實現對鉆具接頭內螺紋應力狀況的準確檢測與評價。?

本實用新型提供一種鉆具內螺紋應力狀況外檢測裝置，由鉆具接頭臺肩定心機構、金屬磁記憶傳感器、傳感器封裝盒、傳感器封裝蓋、銷釘、搖擺桿、搖擺桿變徑盤、銷軸鋼圈、鋼圈蓋板、壓盤、滑動環、滑套、滑動筒、變徑調節螺母、絲杠螺母、電機端蓋、絲杠電機等構件組成。?

一種鉆具內螺紋應力狀況外檢測裝置，定心盤通過螺母與滑動筒連接，定心盤圓孔中放置壓縮彈簧，定心滑動支撐架置于定心盤圓孔中，并用限位銷限位；?

傳感器封裝蓋通過銷釘與搖擺桿下端鉸接，銷軸鋼圈穿過搖擺桿上端圓孔并置于搖擺桿變徑盤的凹槽中，搖擺桿變徑盤、鋼圈蓋板、滑動環、?滑套分別通過螺釘固定，鋼圈蓋板緊壓搖擺桿變徑盤凹槽端面實現對銷軸鋼圈圓周固定，壓盤內徑與滑套大端外徑配合，滑套小端有行程螺紋，變徑調節螺母與滑套螺紋配合，壓盤上端與變徑調節螺母下端有壓縮彈簧支撐面凹槽，將壓縮彈簧置于壓盤與變徑調節螺母之間；?

絲杠螺母與絲杠電機螺旋配合，電機端蓋通過螺釘固定于滑動筒，絲杠電機經螺釘固定于電機端蓋上。?

定心盤為圓盤狀，周向均布三個圓孔，一面均布三個銷釘螺紋孔，銷釘螺紋孔位置與圓孔位置同角度。?

定心滑動支撐架一側為限位凹槽，上端為錐度臺肩，錐度與鉆具接頭內螺紋臺肩面相等。?

對于不同的鉆具接頭尺寸，選擇使用不同尺寸的定心盤和相應錐度的定心滑動支撐架。?

金屬磁記憶傳感器置于傳感器封裝盒和傳感器封裝蓋空間內，金屬磁記憶傳感器沿圓周方向均布十六個。?