在石油(you)(you)(you)(you)工業中，目(mu)前有(you)(you)(you)多種采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方式(shi)，其中機(ji)(ji)械(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)最(zui)(zui)為普遍(bian)和重要，尤其是有(you)(you)(you)桿(gan)泵采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)，典型的有(you)(you)(you)桿(gan)泵抽(chou)油(you)(you)(you)(you)系統的組(zu)成如圖7-13所(suo)示。早在石油(you)(you)(you)(you)工業問世時，我(wo)國所(suo)開發的大多數(shu)油(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)開采(cai)(cai)(cai)階段(duan)都已(yi)進入(ru)了中、高含水(shui)期，許多油(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)的采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方式(shi)由原(yuan)來的自噴式(shi)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)轉為機(ji)(ji)械(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方式(shi)，有(you)(you)(you)些油(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)甚至(zhi)最(zui)(zui)初的采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方式(shi)就是機(ji)(ji)械(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)。據相關資料數(shu)據統計，目(mu)前全(quan)國機(ji)(ji)械(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)已(yi)占(zhan)油(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)總數(shu)的90％以上(shang)，機(ji)(ji)械(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)中90％以上(shang)皆為有(you)(you)(you)桿(gan)泵采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方式(shi)，可(ke)見有(you)(you)(you)桿(gan)泵采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方式(shi)已(yi)在我(wo)國的石油(you)(you)(you)(you)開采(cai)(cai)(cai)中占(zhan)據了舉足輕重的地位。
抽(chou)油(you)(you)桿是抽(chou)油(you)(you)機(ji)與深井(jing)泵(beng)之間傳(chuan)遞動力的(de)重(zhong)(zhong)要部(bu)件，長期在(zai)腐蝕(shi)介質(zhi)中承受(shou)著(zhu)交變載荷，極易形(xing)成如裂紋、腐蝕(shi)坑(keng)（麻點）及偏磨(mo)等缺陷，從而會降低(di)自(zi)身強度，嚴重(zhong)(zhong)時導致斷桿事故。為提(ti)高(gao)抽(chou)油(you)(you)桿循環利用(yong)率，一種舊抽(chou)油(you)(you)桿的(de)再制造新(xin)工藝(yi)(yi)-冷拔復新(xin)制造工藝(yi)(yi)被(bei)廣泛使(shi)用(yong)。在(zai)此過程中，首先(xian)需要對抽(chou)油(you)(you)桿進行無損檢測，然(ran)后(hou)根據抽(chou)油(you)(you)桿質(zhi)量狀況采取合適的(de)修復工藝(yi)(yi)。
常規抽(chou)油(you)桿(gan)整(zheng)體(ti)結構(gou)如圖(tu)7-14所示，抽(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)一般為實心(xin)圓形斷面的(de)鋼桿(gan)，當桿(gan)徑(jing)較大時(shi)，也有空心(xin)結構(gou)，兩端為鐓粗的(de)桿(gan)頭(tou)，由外螺紋(wen)(wen)接頭(tou)、應(ying)力(li)卸(xie)荷槽、推(tui)承面臺肩、方徑(jing)扳手、鐓粗凸(tu)緣和圓弧過渡區構(gou)成。外螺紋(wen)(wen)接頭(tou)與(yu)接箍相連，方徑(jing)扳手裝卸(xie)抽(chou)油(you)桿(gan)接頭(tou)時(shi)用于(yu)卡住抽(chou)油(you)桿(gan)鉗(qian)。
常(chang)(chang)用(yong)抽(chou)油桿(gan)規格(ge)按桿(gan)體的外徑一(yi)(yi)共(gong)分為(wei)6種，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），長度一(yi)(yi)般為(wei)7.62m或8m。根據(ju)API Spec 11B《Specification for Sucker Rods》標準(zhun)，常(chang)(chang)規鋼制抽(chou)油桿(gan)長度一(yi)(yi)般為(wei)7.62m、8m和(he)(he)9m。常(chang)(chang)用(yong)抽(chou)油桿(gan)主(zhu)要規格(ge)參數見(jian)表7-2。
抽(chou)油桿作為(wei)連(lian)(lian)接井上抽(chou)油機(ji)和井下抽(chou)油泵柱塞之(zhi)間的連(lian)(lian)桿，其產(chan)生的最典(dian)型缺陷形式就是(shi)磨(mo)損。抽(chou)油桿與(yu)抽(chou)油管之(zhi)間的磨(mo)損形式主要包括機(ji)械磨(mo)損、磨(mo)料磨(mo)損和電化學(xue)腐蝕。
機械磨(mo)損是單純的(de)(de)抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體與(yu)(yu)(yu)油(you)(you)(you)管(guan)(guan)(guan)體發生(sheng)偏磨(mo)，影響因素(su)眾(zhong)多，常見(jian)誘因包括井眼(yan)軌(gui)跡形狀、桿(gan)(gan)柱(zhu)結(jie)構及工作參數的(de)(de)配合(he)。這種常見(jian)的(de)(de)桿(gan)(gan)體缺陷主(zhu)要表(biao)現在兩個(ge)方面(mian)：在桿(gan)(gan)體撓度相對(dui)較(jiao)小的(de)(de)位置，抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)接箍(gu)與(yu)(yu)(yu)抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)管(guan)(guan)(guan)內(nei)壁極易產生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)摩擦，由于油(you)(you)(you)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)摩擦面(mian)相對(dui)較(jiao)大(da)，因此磨(mo)損程度較(jiao)輕，但(dan)是桿(gan)(gan)體接箍(gu)和桿(gan)(gan)頭部分磨(mo)損嚴重；在抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體撓度相對(dui)較(jiao)大(da)的(de)(de)地(di)方，抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)接箍(gu)與(yu)(yu)(yu)抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)管(guan)(guan)(guan)內(nei)壁產生(sheng)摩擦碰(peng)撞(zhuang)的(de)(de)同(tong)時，桿(gan)(gan)本體與(yu)(yu)(yu)油(you)(you)(you)管(guan)(guan)(guan)內(nei)壁也會產生(sheng)摩擦，磨(mo)損比較(jiao)嚴重，導(dao)致(zhi)桿(gan)(gan)體出現嚴重偏磨(mo)。
腐(fu)(fu)蝕(shi)缺(que)(que)陷(xian)是(shi)一(yi)種廣(guang)泛存在的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學現象，受(shou)介質環(huan)境的(de)影響(xiang)巨大(da)。桿(gan)(gan)體(ti)(ti)的(de)偏(pian)(pian)磨(mo)與腐(fu)(fu)蝕(shi)缺(que)(que)陷(xian)并不是(shi)簡單的(de)累加，而是(shi)兩者結(jie)合(he)，相互作用(yong)，促使更大(da)的(de)破壞產生。當(dang)桿(gan)(gan)體(ti)(ti)表面被活化(hua)，成為電(dian)(dian)(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)陽極，則形(xing)成大(da)陰(yin)極小陽極的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)，而產出液是(shi)強電(dian)(dian)(dian)解質，具(ju)有強腐(fu)(fu)蝕(shi)性，對電(dian)(dian)(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)起(qi)到一(yi)個催化(hua)作用(yong)。其中(zhong)，陽極則首當(dang)其沖，即(ji)發生桿(gan)(gan)體(ti)(ti)偏(pian)(pian)磨(mo)的(de)位置(zhi)會優先發生電(dian)(dian)(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)，導致產生桿(gan)(gan)體(ti)(ti)偏(pian)(pian)磨(mo)的(de)表面更加粗糙(cao)，加劇(ju)磨(mo)損。抽油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)(ti)的(de)常見缺(que)(que)陷(xian)如圖7-15所(suo)示(shi)。
一、檢測原理
直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)利用直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈產(chan)生(sheng)恒定的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場對(dui)被檢測構件(jian)進(jin)行磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)，其可分為恒定直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)和脈動(dong)(dong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)。恒定直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)對(dui)電(dian)(dian)源要求(qiu)較高，整流(liu)(liu)后產(chan)生(sheng)波動(dong)(dong)范圍較小(xiao)的(de)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)，以免(mian)產(chan)生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場波動(dong)(dong)而(er)降低檢測信(xin)號的(de)信(xin)噪比(bi)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)大小(xiao)因被測構件(jian)的(de)截面積不(bu)同而(er)發生(sheng)變化(hua)(hua)(hua)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強度的(de)大小(xiao)通過控制輸入(ru)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)大小(xiao)來(lai)實現調節(jie)。脈動(dong)(dong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)在(zai)電(dian)(dian)氣實現上相對(dui)容易，是剩磁(ci)(ci)(ci)(ci)法檢測中較常使用的(de)直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)方式。
交流磁化是向(xiang)磁化器中施以交變電流，進而(er)產生交變的磁化場。但由于趨膚效(xiao)應，磁化場僅存在于被檢測構件表面(mian)，因此，交流磁化適合用于鐵磁性(xing)構件表面(mian)或近表層缺陷的檢測。
永(yong)磁(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)以(yi)永(yong)久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)鐵作為磁(ci)(ci)(ci)源對鐵磁(ci)(ci)(ci)性(xing)構(gou)件施加磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)。在(zai)永(yong)久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)鐵磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)中通常采用磁(ci)(ci)(ci)鐵、銜(xian)鐵以(yi)及鐵磁(ci)(ci)(ci)性(xing)構(gou)件構(gou)成(cheng)磁(ci)(ci)(ci)回路(lu)。它的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場與恒定(ding)(ding)直流磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)產生的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場有相通性(xing)，但(dan)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強(qiang)度的(de)(de)調(diao)整(zheng)不如后(hou)者方便(bian)，其磁(ci)(ci)(ci)路(lu)一旦(dan)確定(ding)(ding)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強(qiang)度大小便(bian)不可(ke)調(diao)整(zheng)。永(yong)磁(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)吸力很(hen)大，對抽(chou)油(you)桿的(de)(de)前行和檢測探頭(tou)的(de)(de)合(he)攏均(jun)會帶來不便(bian)。
檢(jian)測(ce)系(xi)統主(zhu)要是針對水平放(fang)置在修復車間內(nei)的(de)(de)(de)(de)在用抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)（即(ji)舊(jiu)抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)）進行(xing)檢(jian)測(ce)。考慮抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)徑較細且(qie)兩端(duan)存在較大的(de)(de)(de)(de)變(bian)徑區域，永磁(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)吸力大且(qie)尺寸規格確定(ding)后無法進行(xing)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度的(de)(de)(de)(de)調(diao)節(jie)，對抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)水平運(yun)動、磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)均勻性(xing)和檢(jian)測(ce)探頭張緊均造成(cheng)不利影響。直流線圈磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)器具有可調(diao)節(jie)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度的(de)(de)(de)(de)靈活性(xing)，該方式能(neng)夠(gou)在抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體內(nei)部(bu)產生穩定(ding)、均勻的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場，獲得分辨率良好(hao)的(de)(de)(de)(de)缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)場。此(ci)外，從漏磁(ci)(ci)(ci)信號處理角度來看，缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)場承載著缺陷的(de)(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)信息，為了(le)更好(hao)地辨識(shi)出抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)缺陷信號，勵(li)磁(ci)(ci)(ci)電(dian)流與缺陷信號頻(pin)率之間的(de)(de)(de)(de)差距越大越好(hao)。對于一般的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)速度來說，缺陷信號的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率范圍是幾十(shi)赫茲到上百(bai)赫茲，故(gu)勵(li)磁(ci)(ci)(ci)電(dian)流頻(pin)率應該采用低頻(pin)或者高頻(pin)。
對于(yu)細長(chang)鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性構件，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)方式(shi)有(you)單(dan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)和雙(shuang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)兩種方式(shi)，如圖7-16所(suo)示(shi)。單(dan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)方式(shi)中，為了滿足檢(jian)(jian)測(ce)(ce)一(yi)致性要求(qiu)，通常將(jiang)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)(tou)放置(zhi)于(yu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)器內部。從而(er)導(dao)致線(xian)(xian)(xian)圈(quan)內外(wai)徑(jing)(jing)增大，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)通量在(zai)抽油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)外(wai)的(de)(de)(de)空氣中損失(shi)大，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)率(lv)低(di)且(qie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)果差。采(cai)用雙(shuang)勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)進行軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)，不僅可以縮減(jian)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)內外(wai)徑(jing)(jing)，增大抽油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)強度(du)(du)，增加抽油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)區域，提高(gao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)率(lv)，而(er)且(qie)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)(tou)可以布置(zhi)在(zai)兩個(ge)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)中間部位。根據霍姆赫茲線(xian)(xian)(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分布，雙(shuang)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)在(zai)抽油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)內部更(geng)易(yi)形成密集而(er)均勻(yun)的(de)(de)(de)軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)場(chang)(chang)，有(you)助于(yu)提高(gao)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信號的(de)(de)(de)靈敏(min)度(du)(du)和穩定性。
以直(zhi)徑φ25mm抽(chou)油桿(gan)中心線為中心建立2D對稱有限元模型，利(li)用ANSYS仿(fang)真軟件計算獲得不同磁化(hua)方式(shi)下的抽(chou)油桿(gan)中心線方向(xiang)的磁感應強度(du)，如圖7-17所示。
從(cong)圖(tu)7-17分析可(ke)知(zhi)，雙(shuang)線(xian)(xian)圈(quan)在抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)內更易獲得均(jun)勻且磁(ci)(ci)(ci)(ci)化強(qiang)度相對較大的軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)，均(jun)勻軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)接(jie)近(jin)2.2T，且兩磁(ci)(ci)(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈(quan)的軸(zhou)向間距達到了(le)150mm。基于(yu)雙(shuang)線(xian)(xian)圈(quan)軸(zhou)向直流(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化的抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)自動檢測(ce)方案(an)如圖(tu)7-18所示，通過軸(zhou)向布置兩個直流(liu)勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)將(jiang)抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化到飽和(he)(he)(he)或近(jin)飽和(he)(he)(he)狀態，當抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)表面有(you)缺陷(xian)存在時，抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)缺陷(xian)處局(ju)部(bu)材料的磁(ci)(ci)(ci)(ci)導率(lv)會降低，磁(ci)(ci)(ci)(ci)阻(zu)增(zeng)大，抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)內部(bu)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)(xian)會發生(sheng)畸變(bian)，從(cong)而導致(zhi)部(bu)分磁(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)(xian)泄漏(lou)(lou)到空氣中，形成(cheng)(cheng)缺陷(xian)的漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)，然后被處于(yu)雙(shuang)勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)中間的漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)傳感(gan)器(qi)拾取，繼而將(jiang)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)信號(hao)轉換為電壓(ya)信號(hao)，之后經過信號(hao)放大器(qi)進(jin)行信號(hao)放大和(he)(he)(he)濾波處理(li)，并(bing)進(jin)入A-D轉換器(qi)，完成(cheng)(cheng)對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)信號(hao)的調理(li)和(he)(he)(he)采(cai)集，最終漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測(ce)數(shu)字信號(hao)進(jin)入計算機上位機軟件(jian)進(jin)行分析處理(li)和(he)(he)(he)顯示。
二(er)、整體方案
抽(chou)(chou)油桿漏磁(ci)自動(dong)檢測(ce)(ce)總(zong)體布局如(ru)圖7-19所示(shi)。抽(chou)(chou)油桿漏磁(ci)自動(dong)檢測(ce)(ce)系(xi)統主要(yao)包括：料架、氣(qi)(qi)(qi)動(dong)翻料機(ji)構(gou)(gou)、傳(chuan)送(song)(song)機(ji)構(gou)(gou)、氣(qi)(qi)(qi)動(dong)壓(ya)緊(jin)(jin)扶正(zheng)(zheng)裝(zhuang)置、檢測(ce)(ce)探頭(tou)氣(qi)(qi)(qi)動(dong)跟蹤(zong)機(ji)構(gou)(gou)。氣(qi)(qi)(qi)動(dong)翻料機(ji)構(gou)(gou)完成待檢測(ce)(ce)抽(chou)(chou)油桿從(cong)上料架到傳(chuan)送(song)(song)輪以及下料分選(xuan)區的(de)傳(chuan)遞工作；氣(qi)(qi)(qi)動(dong)壓(ya)緊(jin)(jin)扶正(zheng)(zheng)裝(zhuang)置主要(yao)用于壓(ya)緊(jin)(jin)和(he)扶正(zheng)(zheng)抽(chou)(chou)油桿桿體，使其平穩地(di)通過檢測(ce)(ce)設備；檢測(ce)(ce)探頭(tou)氣(qi)(qi)(qi)動(dong)跟蹤(zong)機(ji)構(gou)(gou)用于實現探頭(tou)緊(jin)(jin)貼(tie)桿體表面，并保證抽(chou)(chou)油桿接箍的(de)順(shun)利通過。
抽油桿漏磁自動檢測流程分為以下幾步：
1）氣動上(shang)翻料(liao)機(ji)(ji)構(gou)將待(dai)檢測抽(chou)油桿從上(shang)料(liao)架送至傳(chuan)(chuan)送線(xian)，抽(chou)油桿在傳(chuan)(chuan)送機(ji)(ji)構(gou)的驅(qu)動下勻速(su)傳(chuan)(chuan)送至檢測主機(ji)(ji)。
2）對磁化(hua)器通以直流電，使得磁化(hua)器產生穩定(ding)的軸向(xiang)磁化(hua)場(chang)，將抽油桿桿體軸向(xiang)磁化(hua)至飽和(he)或近飽和(he)狀(zhuang)態。當抽油桿桿體存(cun)在缺陷時，缺陷處便會產生相應的漏磁場(chang)。
3）缺陷漏(lou)磁場被漏(lou)磁傳感器拾取，并轉換為電壓信號(hao)，之后(hou)依次(ci)經過(guo)信號(hao)放大、濾波、A-D轉換，然后(hou)完成采集，最后(hou)進入(ru)計算機(ji)的(de)上位機(ji)軟件進行顯示(shi)和處理。
4）抽油(you)桿(gan)檢測完成之后，利(li)用退磁(ci)器實(shi)現退磁(ci)，之后進(jin)行(xing)下一根抽油(you)桿(gan)的循環(huan)檢測。
1. 壓緊扶正(zheng)裝(zhuang)置
如(ru)圖7-20所示，檢(jian)測(ce)(ce)主(zhu)機由(you)前后兩(liang)(liang)個(ge)壓(ya)緊扶正(zheng)裝置(zhi)、中間檢(jian)測(ce)(ce)探頭(tou)板以(yi)及磁化器集(ji)于(yu)一體，組(zu)成(cheng)一個(ge)完整的檢(jian)測(ce)(ce)設(she)備單(dan)元(yuan)。氣動壓(ya)緊扶正(zheng)裝置(zhi)如(ru)圖7-21所示，主(zhu)要由(you)兩(liang)(liang)個(ge)單(dan)級臥式擺線針形電動機、上(shang)下壓(ya)緊輪、底(di)部(bu)支撐氣囊(nang)和(he)頂部(bu)超薄傳動氣缸組(zu)成(cheng)。壓(ya)緊扶正(zheng)裝置(zhi)的主(zhu)要功能是(shi)實現傳動構件的導向和(he)驅動，使其平穩通過檢(jian)測(ce)(ce)探頭(tou)板。
2．檢測探頭
在(zai)漏磁檢測中，被檢測的(de)(de)量包括磁感(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)和(he)磁感(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)的(de)(de)梯度(du)(du)，兩(liang)者存在(zai)根本區別。感(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈和(he)霍爾(er)元(yuan)件的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用也存在(zai)根本的(de)(de)不同：感(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈感(gan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)是空間(jian)內磁感(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)的(de)(de)梯度(du)(du)，也即變化程度(du)(du)，與磁感(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)及其空間(jian)分布有(you)關；霍爾(er)元(yuan)件感(gan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)是空間(jian)內某點的(de)(de)磁感(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)的(de)(de)絕對(dui)值。為(wei)實現各類缺陷的(de)(de)全覆(fu)蓋(gai)檢測，根據檢測桿體缺陷產生的(de)(de)信號特性(xing)選擇霍爾(er)元(yuan)件和(he)感(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈兩(liang)種傳感(gan)器同時作為(wei)磁敏感(gan)元(yuan)件，如圖7-22所示。
根(gen)據霍(huo)爾(er)(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)和感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的輸(shu)出(chu)(chu)特性，感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)雙(shuang)排(pai)交(jiao)錯布置(zhi)，相鄰(lin)感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)串聯(lian)輸(shu)出(chu)(chu)，感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)平(ping)放布置(zhi)，可最大限(xian)度(du)地拾(shi)取缺(que)陷漏(lou)磁(ci)信號(hao)(hao)軸向分(fen)量(liang)；霍(huo)爾(er)(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)單(dan)排(pai)立裝布置(zhi)，有效拾(shi)取缺(que)陷漏(lou)磁(ci)信號(hao)(hao)軸向分(fen)量(liang)，相鄰(lin)霍(huo)爾(er)(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)檢(jian)測信號(hao)(hao)并(bing)聯(lian)輸(shu)出(chu)(chu)，磁(ci)敏感(gan)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)全覆(fu)蓋布置(zhi)，如圖7-23所(suo)示。將16個感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)及8個霍(huo)爾(er)(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)均布于(yu)整圓(yuan)周范(fan)圍內，相鄰(lin)感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的中心(xin)距(ju)約為8mm，相鄰(lin)感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)串聯(lian)輸(shu)出(chu)(chu)；相鄰(lin)霍(huo)爾(er)(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)中心(xin)相距(ju)約為11mm，相鄰(lin)霍(huo)爾(er)(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)并(bing)聯(lian)后單(dan)通道輸(shu)出(chu)(chu)，檢(jian)測元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)布置(zhi)時需注意方位保持一致。
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(san)、現場應用(yong)
抽油桿(gan)(gan)漏(lou)磁自動(dong)化檢(jian)(jian)測(ce)系(xi)(xi)統實(shi)物如圖7-25所(suo)示，該系(xi)(xi)統可檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)抽油桿(gan)(gan)規格范圍為φ19～Φ48mm。通過對磁化器、傳(chuan)感(gan)器和檢(jian)(jian)測(ce)探靴(xue)的(de)(de)設(she)計，可對抽油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體表(biao)面的(de)(de)裂紋、點狀腐(fu)蝕等缺陷(xian)進行(xing)全面可靠的(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)。整個檢(jian)(jian)測(ce)過程(cheng)可實(shi)現自動(dong)化，包括抽油桿(gan)(gan)上料、傳(chuan)送、檢(jian)(jian)測(ce)、分級、標記和退磁等所(suo)有檢(jian)(jian)測(ce)過程(cheng)，具(ju)有良(liang)好的(de)(de)工程(cheng)應用價值，為抽油桿(gan)(gan)的(de)(de)修復提供了基礎(chu)。
