磁涡流及漏磁探伤装置检测抽油杆缺陷的试验

在模拟抽油杆通过井口运动工况的条件下对抽油杆进行缺陷检测，获得了近３０条试验曲线。试验结果表明：磁涡流及漏磁探伤装置能有效地探测抽油杆上覆盖有油污的横向、纵向缺陷，探测结果与缺陷的深度、分布方式有关，而与其宽度无关，探伤记录的灵敏度及清晰度与所用设备的增益值及试件是否穿过磁涡流线圈中心位置有关；漏磁探头对非裂纹的凸凹不平处不会造成误判；磁涡流探头具有距离补偿功能，在透过非铁磁覆盖物探测时能获得满意结果，但是抽油杆端部曲线较多会形成探测的“端部效应”；固定式磁涡流探头不能在３６０°范围内旋转，易造成漏检。建议在新型井口检测装置上采用直线式磁涡流传感装置及旋转探头组合件，以便在检测时能覆盖抽油杆上的全部检测部位。     

海底管道漏磁内检测器磁路三维仿真剖分方法

针对海底管道漏磁内检测磁路三维有限元仿真设计方法计算量大和精度要求高等难点,对三维磁路优化剖分方法进行分析,提出一种基于局部细化剖分的新剖分方法,应用于三维整圈磁路设计中,解决三维仿真中建模与剖分的技术难点,并通过实测验证该方法的有效性。     

再制造抽油杆高精度漏磁无损检测系统

国内大部分抽油杆检测装备仅是拾取缺陷信号而未对其进行准确有效的区分,并且对可修复的杆体采用一般的修复工艺,无法恢复其疲劳寿命。为此,提出了一种旧抽油杆的再制造新工艺———冷拔复新制造工艺,同时针对旧抽油杆再制造的特殊性设计了一套基于漏磁检测原理的无损检测系统。该系统采用穿过式线圈对抽油杆励磁,用开合式探头机构进行缺陷检测,可高精度处理探伤信号,实现抽油杆杆体表面缺陷的检测、分类以及轴向定位。现场应用结果表明,基于漏磁检测原理的无损检测系统具有检测精度高、配置简单和成本低等特点,可较好地指导抽油杆再制造过程中的工艺安排。     

再制造抽油杆高精度漏磁无损检测系统

国内大部分抽油杆检测装备仅是拾取缺陷信号而未对其进行准确有效的区分,并且对可修复的杆体采用一般的修复工艺,无法恢复其疲劳寿命。为此,提出了一种旧抽油杆的再制造新工艺———冷拔复新制造工艺,同时针对旧抽油杆再制造的特殊性设计了一套基于漏磁检测原理的无损检测系统。该系统采用穿过式线圈对抽油杆励磁,用开合式探头机构进行缺陷检测,可高精度处理探伤信号,实现抽油杆杆体表面缺陷的检测、分类以及轴向定位。现场应用结果表明,基于漏磁检测原理的无损检测系统具有检测精度高、配置简单和成本低等特点,可较好地指导抽油杆再制造过程中的工艺安排。     

一种高精度套管漏磁检测仪

详细介绍了国外一种高精度套管漏磁检测仪,该高精度套管漏磁检测仪是基于线性霍尔漏磁检测传感器与辨别传感器,在磁路、电子部分和机械机构方面的改进,其中采用有限元分析并结合套管检测的特点完成磁路设计,缺陷的分类采用管道常采用的按照长宽比例的分类。最终通过现场试验证实了仪器满足现场操作的技术要求和进行现场检测的性能要求。     

钻杆管体在线漏磁检测

漏磁检测技术的基本原理是铁磁性材料在磁场中被磁化时,材料表面的缺陷使导磁率发生变化,从而使磁路中的磁通相应发生畸变,在漏磁场处直接使用特殊的测磁装置可探查并记录漏磁通的存在.漏磁检测技术可对钻杆管体横向缺陷、壁厚变化进行检测,并对管体圆周外径、内径伤痕、剩余壁厚、腐蚀等状况做整体性评价.     

提高抽油杆微裂纹漏磁检测精度灵敏度新方法

针对目前漏磁检测抽油杆微裂纹的精度和灵敏度不高的现状,提出一种通过拉伸抽油杆使微裂纹张开后的漏磁检测法。该方法在材料弹性范围内,使用液压装置拉伸微裂纹,在4MPa拉伸应力下对带有0.1、0.3mm人工裂纹45钢的试验样杆的检测结果表明,0.1mm微裂纹输出增加值为0.243mm;0.3mm裂纹输出增加值为0.097mm,不仅能够保证抽油杆的无损检测,而且与常规方法相比,在相同条件下,可提高微裂纹的检测精度和灵敏度。这为提高现场抽油杆漏磁检测微裂纹的精度和灵敏度提供了一个有效的途径。     

抽油杆在线检测技术

抽油杆的检测原理为漏磁检测,即抽油杆通过检测探头时被充分磁化,缺陷处的磁力线发生畸变,形成漏磁场,检测传感器拾取磁场畸变信号,由计算机采集和判别。根据抽油杆的结构和缺陷特征,将抽油杆缺陷分为裂纹、腐蚀坑、磨损等类别。对于裂纹和锈蚀的检测,采用4通道独立处理,实现缺陷的精确分类,减少误判和漏判;对于抽油杆磨损的检测,采用1个独立通道处理,准确直观。     

油气管道漏磁检测缺陷的三维成像技术

漏磁检测是油气管道常用的无损检测方法,检测的重点是根据测量的漏磁信号重构缺陷的轮廓。提出了基于小波神经网络的三维成像方法,利用图像函数矩阵表达出管道缺陷的三维图像,矩阵元素值对应着缺陷的深度。利用小波神经网络,建立了由缺陷漏磁信号到图像函数矩阵关系的映射。选用的小波函数是墨西哥草帽小波,采用随机梯度下降算法训练。训练样本为三维有限元仿真数据和测量数据。采用训练数据对小波神经网络进行逼近缺陷图像函数矩阵的训练,然后用训练好的小波神经网反演给定数据,重构缺陷图像。实验结果表明,该方法能够实现三维缺陷漏磁检测的成像化及可视化。     

油管漏磁检测有限元仿真及分析

在石油石化行业中,油管长期服役,因此极容易出现缺陷,作为铁磁性材料的油管,利用基于磁学原理的漏磁检测方法进行检测可以有效地防止油管在工作过程中发生失效。选取油管作为研究对象,利用ANSYS有限元软件对其进行了三维仿真分析。分别改变电流强度,线圈匝数,缺陷深度以及缺陷直径,分析这些参数对缺陷处漏磁场信号的影响规律。分析结果表明漏磁信号随着缺陷的深度增加而增长,磁通量分量的峰值与电流和线圈匝数呈线性递增关系。     

天然气管道漏磁检测中的信号处理

采用漏磁法对天然气管道进行检测时，关键问题是对漏磁信号的处理。为此，介绍了去除奇异值的算法，用相邻两点的平均值代替奇异值，可去除脉冲干扰而对信号没有影响。对于漏磁信号中的高斯噪声，采用小波变换去噪方法，选取二阶样条小波为小波函数，选用软阈值函数和固定阈值的方法处理小波系数。提出了提取缺陷信号特征的梯度算法，用信号幅度和梯度值的变化作为缺陷估计标准。研究结果表明，漏磁信号被处理后，很好地去除了各种信号噪声，有助于提取出缺陷信号的特征，可实现对天然气管道的无损检测。     

基于有限元法的输气管道漏磁场分析

漏磁检测是输气管道无损检测的常用方法之一，也是实现管道在役检测的有效方法。建立了输气管道漏磁检测的实体模型和有限元分析的数学模型；推导出适合齐次自然边界条件下泊松方程的有限元方程；通过对输气管道缺陷进行有限元方法分析计算，可知有限元法能分析计算任意形状缺陷的漏磁场，能方便地建立大量形状不同尺寸不一的缺陷识别库，给出了磁场强度矢量图、磁力线分布图和漏磁场分析结果。同时,利用有限元法分析计算了不同尺寸不同形状缺陷的漏磁场，得出了随着缺陷宽度、深度的增加峰峰值也随着增大的结论。分析结果可为缺陷的定量检测打下基础。     

油气管道缺陷漏磁检测有限元模拟

为了研究油气管道缺陷的漏磁信号特征,基于漏磁检测技术基本原理,采用有限元方法,应用ANSYS软件对含裂纹和气孔缺陷管道磁化后产生的漏磁场进行模拟仿真,得到了描述漏磁场特征的磁通密度径向和轴向分布曲线。通过改变裂纹和气孔的尺寸,得出这两种缺陷形式不同尺寸下的漏磁场分布规律。结果表明,随着裂纹深度增加,磁通密度径向、轴向分量的峰值强度均明显增大;在距管壁表面相同深度下,气孔缺陷磁通密度的峰值随孔径增加而显著增大;相同孔径时,气孔距表面越近,漏磁信号越强。为管道漏磁检测过程中的裂纹和气孔缺陷的特征识别提供了理论基础和实践依据。     

抽油杆井口无损探伤装置的研制及应用

对于有杆泵采油井，抽油杆缺损是影响抽油井免修期最主要因素之一。抽油杆缺陷井口探伤检测装置是根据电磁感应涡流原理设计研制的，解决了油井作业过程中对抽油杆缺陷的探伤检测问题，从而淘汰缺陷超值杆。315口井抽油杆的现场应用情况表明，该装置保证了下井抽油杆的质量，解决了人工挑选过程中存在的弊端，延长了抽油杆的免修期。     

油气长输管道裂纹漏磁检测的瞬态仿真分析

为了提高油气管道漏磁检测的准确度,应充分考虑检测器行进速度对漏磁信号的影响。根据三维有限元分析原理,建立了漏磁检测系统的瞬态数学模型,并对油气长输管道裂纹检测过程进行了仿真研究。由麦克斯韦方程组推导出管道裂纹静态漏磁场的分布模型,对由漏磁检测器运动产生感应的管壁环向涡流进行了定量分析,计算其形成的"逆磁场"及其对外加磁场的影响,推导出动态磁化条件下的裂纹漏磁场有限元仿真模型。由实际物理实验得到与仿真分析相一致的漏磁信号,这表明所建瞬态仿真模型的有效性。利用该模型,获得了不同裂纹所产生的漏磁信号检测结果。根据检测结果,分析了裂纹几何特征,如深度、宽度等与漏磁信号峰谷值之间的对应关系,并给出了关系曲面图。为实际利用漏磁信号检测油气长输管道裂纹提供了重要的依据。     

抽油杆缺陷涡流式井口检测装置的应用

抽油杆缺陷是造成躺井的主要因素之一 ,为此应用了抽油杆表面缺陷涡流式井口检测装置。介绍了装置的工作原理、仪器的组成、检测过程、辨别方法和技术性能。装置利用便携微机进行数据采集、分析和存贮 ,建立档案 ,缺陷报警准确率高 ,探伤结果直观 ,可根据需要随时调整检测精度 ,保证抽油杆具有足够的剩余寿命 ,延长了检泵周期。根据现场应用存在的问题 ,改进了装置的探测体。通过 12 6口的应用 ,以及与 72口井和人为缺陷杆的对比表明 ,这种装置可以满足现场检测要求 ,经济效益显著 ,其投入产出比高达 1∶9 1。     

抽油杆经济使用年限的可靠性评价方法

以描述抽油杆柱纵向振动的波动方程为基础,建立了抽油杆柱应力循环特性的仿真模型;应用有限元法分析了含缺陷抽油杆的应力分布,建立了含缺陷抽油杆应力集中系数的回归模型;考虑了过渡段对抽油杆实际疲劳强度的影响以及使用年限对抽油杆损伤程度的影响,并综合考虑抽油杆材料力学性能、缺陷尺寸以及循环应力的随机性,建立了抽油杆柱疲劳寿命与抽油杆使用寿命周期内作业次数的可靠性预测模型。综合考虑抽油杆使用寿命周期内抽油杆柱投资、作业费用与作业产量损失的影响,以使用年限内年均总费用最低为目标,建立了抽油杆经济使用年限的可靠性评价方法,仿真分析了影响抽油杆经济使用年限的主要因素。     

基于钢管旋转的纵向伤高速漏磁检测方法

提出了一种基于钢管旋转的纵向伤高速漏磁检测方法,分析了该方法的检测系统。通过变换钢管直线前进为螺旋前进,简化了纵向检测系统结构,提高了系统可靠性。优化了系统的极靴,实现了对任意钢管的通用,减小了磁化盲区。根据周向磁化的有效磁化区,首次采用周向多探靴布置,延长了扫查螺距。运用数控技术,缩短了更换钢管规格的时间,提高了检测效率。采用组态、传感和网络技术,提高了钢管高速漏磁检测设备的实用性能。现场应用结果表明,相比现有的检测装置,该检测方法和系统具有配置简单、成本低廉、端部盲区小和适应高速检测要求等特点。