抽油桿無損檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著能源問題的日益突出，油田開采設(shè)備的故障診斷正被人們所重視。抽油桿作為油井采油作業(yè)的主要部件，一旦在井下發(fā)生斷裂，將給油田生產(chǎn)帶來很大損失。為了在抽油桿發(fā)生斷裂之前就檢測出業(yè)已存在的裂紋缺陷，避免抽油桿斷裂事故的發(fā)生，需要應(yīng)用無損檢測技術(shù)，這正是本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制所要解決的問題。 本文以自行設(shè)計制造的抽油桿無損檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為研究基礎(chǔ)，首先闡述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行無損檢測所采用的漏磁技術(shù)原理，然后按照在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中所實(shí)現(xiàn)的功能，分別對組成系

2、統(tǒng)的機(jī)械部分(包括專用夾具的設(shè)計)、檢測部分、液壓部分和電控部分進(jìn)行了說明。本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)檢測部分漏磁場的分布，運(yùn)用ANSYS軟件分別建立了二維和三維的漏磁場有限元模型，在模型的運(yùn)算結(jié)果中得到了漏磁場的磁力線分布圖、磁矢量分布圖及相應(yīng)的磁力線密度和漏磁通密度值。在二維有限元模型的基礎(chǔ)上，本文通過改變模型中抽油桿缺陷的幾何參數(shù)，得到了漏磁通密度最大值與缺陷幾何參數(shù)相互關(guān)系的表達(dá)函數(shù)與曲線；通過感生電動勢與漏磁通密度關(guān)系的推導(dǎo)，得到理論上

3、的檢測信號波形，并將其與實(shí)際檢測信號的波形進(jìn)行對比。在實(shí)驗(yàn)階段，本文首先介紹了作為前期準(zhǔn)備的標(biāo)定檢測實(shí)驗(yàn)和疲勞實(shí)驗(yàn)，標(biāo)定檢測實(shí)驗(yàn)是通過檢測用線切割的方法加工的具有已知深度缺陷的試件，進(jìn)而計算得出電壓值與缺陷深度的對應(yīng)關(guān)系，作為后續(xù)檢測實(shí)驗(yàn)的參照標(biāo)準(zhǔn)；疲勞實(shí)驗(yàn)的目的是預(yù)制出帶有萌生階段疲勞裂紋的檢測試件。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)得到的標(biāo)定值和帶有萌生階段疲勞裂紋的試件，在未施加拉伸力和施加不同拉伸力的條件下，本文分別對疲勞裂紋處于閉合與張開狀態(tài)的試件