[實(shí)用新型]石油鉆桿電磁超聲測(cè)厚裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420853300.X
• 申請(qǐng)日: 2014-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204944421U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳先富;何川;杜珊珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安東檢測(cè)有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/06
• 分類號(hào): G01B7/06
• 代理公司: 北京鼎佳達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及厚度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石油鉆桿電磁超聲測(cè)厚裝置。

背景技術(shù)

石油鉆桿在油田鉆井工程施工中，不僅要承受拉伸、壓縮、扭曲等復(fù)雜交變應(yīng)力，而且還要受到泥漿、結(jié)垢、銹蝕、結(jié)鹽、結(jié)蠟、稠油、酸化等各類腐蝕物質(zhì)的侵害，工作環(huán)境極為惡劣，隨著使用頻率增大和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將形成疲勞和嚴(yán)重腐蝕使其造成各類鉆井工程事故，甚至重大人身及經(jīng)濟(jì)損失，因此，及時(shí)掌握石油鉆桿厚度是石油鉆桿能否正常、安全的工作，是油田鉆井工程施工能否正常進(jìn)行的關(guān)鍵之一。

為了掌握石油鉆桿在使用過(guò)程中的壁厚狀況，目前通常采用壓電式超聲波測(cè)厚技術(shù)的方法進(jìn)行測(cè)試，即根據(jù)超聲波脈沖反射原理來(lái)進(jìn)行石油鉆桿壁厚測(cè)量。其主要方法如下：1)一般測(cè)量方法：在一點(diǎn)處用探頭進(jìn)行兩次測(cè)厚，在兩次測(cè)量中探頭的分割面要互為90°，取較小值為被測(cè)鉆桿厚度值；在30mm多點(diǎn)測(cè)量，當(dāng)測(cè)量值不穩(wěn)定時(shí)，以一個(gè)測(cè)定點(diǎn)為中心，在直徑約為30mm的圓周內(nèi)進(jìn)行多次測(cè)量，取最小值為被測(cè)鉆桿厚度值。2)重復(fù)測(cè)量法：在規(guī)定的測(cè)量點(diǎn)周圍增加測(cè)量數(shù)目，厚度變化用等厚線表示。3)連續(xù)測(cè)量法：用單點(diǎn)測(cè)量法沿指定路線連續(xù)測(cè)量，間隔不大于5mm。4)網(wǎng)格測(cè)量法：在指定區(qū)域劃上網(wǎng)格，按點(diǎn)測(cè)厚記錄。

無(wú)論具體采用哪種方法壓電式超聲波測(cè)厚技術(shù)均存在影響石油鉆桿測(cè)厚示值的如下因素：1)鉆桿表面粗糙度過(guò)大，造成探頭與接觸面耦合效果差，反射回波低，甚至無(wú)法接收到回波信號(hào)。對(duì)于表面銹蝕，耦合效果極差的鉆桿必須通過(guò)砂、磨、挫等方法對(duì)表面進(jìn)行重新處理，降低粗糙度，同時(shí)也需將氧化物及油漆層去掉，露出金屬光澤，必須使探頭與被檢鉆桿通過(guò)耦合劑達(dá)到很好的耦合效果；2)鉆桿檢測(cè)面與底面不平行，聲波遇到底面產(chǎn)生散射，探頭無(wú)法接受到底波信號(hào)；3)鉆桿曲率半徑太小，因常用探頭表面為平面，與曲面接觸為點(diǎn)接觸或線接觸，聲強(qiáng)透射率低(耦合不好所致)；4)在使用過(guò)程中探頭接觸面有一定磨損，常用測(cè)厚探頭表面為丙烯樹(shù)脂，長(zhǎng)期使用會(huì)使其表面粗糙度增加，導(dǎo)致靈敏度下降，從而造成顯示不正確；5)一些屬奧氏體材質(zhì)的鉆桿因組織不均勻或晶粒粗大，超聲波在其中穿過(guò)時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的散射衰減，被散射的超聲波沿著復(fù)雜的路徑傳播，使回波湮沒(méi)，造成不顯示；6)使用過(guò)的鉆桿受到泥漿、結(jié)垢、銹蝕、結(jié)鹽、結(jié)蠟、稠油、酸化等各類腐蝕物質(zhì)的侵害，存在大量腐蝕坑、銹斑、腐蝕凹坑，造成聲波衰減，導(dǎo)致讀數(shù)無(wú)規(guī)則變化，在極端情況下甚至無(wú)讀數(shù)；7)鉆桿內(nèi)外表面有泥漿、結(jié)垢沉積物，當(dāng)沉積物與鉆桿聲阻抗相差不大時(shí)，測(cè)厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度，所測(cè)數(shù)值不準(zhǔn)；8)鉆桿表面氧化物或油漆覆蓋層影響被測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性；9)耦合劑是用來(lái)排除探頭和被測(cè)鉆桿表面之間的空氣，如果選擇種類或使用方法不當(dāng)將造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍，無(wú)法測(cè)量；

因此，采用壓電式超聲波測(cè)厚技術(shù)對(duì)石油鉆桿表面粗糙度要求高、耦合性能要求嚴(yán)、檢測(cè)人員技能要求高的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，存在測(cè)試數(shù)據(jù)精度低和不足等缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種石油鉆桿電磁超聲測(cè)厚裝置，主要目的是提高測(cè)量結(jié)果，降低測(cè)量條件。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型主要提供如下技術(shù)方案：

一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種石油鉆桿電磁超聲測(cè)厚裝置，包括換能器，所述換能器包括：

防護(hù)罩；

永磁體，設(shè)于所述防護(hù)罩內(nèi)，用于提供外加磁場(chǎng)；

激勵(lì)線圈，設(shè)于防護(hù)罩內(nèi)，用于激發(fā)高頻電流；

耐磨層，與防護(hù)罩的開(kāi)口連接，用于將所述永磁體和激勵(lì)線圈封裝于防護(hù)罩內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述永磁體包括第一永磁體和第二永磁體，所述第一永磁體和第二永磁體的軸線平行，所述第一永磁體和第二永磁體磁極顛倒設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述耐磨層與所述防護(hù)罩粘結(jié)。

作為優(yōu)選，所述耐磨層為耐磨聚氨酯。

作為優(yōu)選，所述防護(hù)罩內(nèi)填充有填充料，所述填充料將所述永磁體和所述激勵(lì)線圈固定。

作為優(yōu)選，所述填充料為聚氨酯。

作為優(yōu)選，所述激勵(lì)線圈由瓷釉絕緣的銅導(dǎo)線制成。

作為優(yōu)選，所述永磁體為釹鐵硼永磁鐵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：

1、本實(shí)用新型實(shí)施例的石油鉆桿電磁超聲測(cè)厚裝置在激發(fā)和接收超聲波時(shí)直接利用電磁耦合技術(shù)，不需要耦合劑，簡(jiǎn)化了檢測(cè)操作。在檢測(cè)過(guò)程中，換能器不需要與金屬表面緊密接觸，可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，能對(duì)高溫、高速、涂覆狀態(tài)下的材料進(jìn)行檢測(cè)；

2、本實(shí)用新型實(shí)施例的測(cè)厚裝置可以對(duì)任何鉆桿材料或磁性材料進(jìn)行檢測(cè)；