专利名称：一种石油钻具井口自动漏磁探伤仪的传感器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻具井口无损检测设备的设计与制造技术领域，确切地说涉及钻具井口自动漏磁探伤仪的传感器装置。
背景技术：
在役钻杆杆体的主要缺陷表现为横向裂纹、孔洞(刺穿)、壁厚减薄(壁厚减薄可由磨损或者大面积腐蚀引起)、腐蚀、锈蚀等。现有技术中，石油钻具井口无损检测装置处于发展完善之中，如公告号为 CN2718577Y，公告日为2005年8月17日的中国专利文献公开了一种便携式钻具探伤仪。在钻井过程中，钻杆由于磨损会造成事故，因此，要经常对钻杆进行质量检测。通常采用漏磁方法对钻杆等钻具进行无损检测，而磁场通常采用两块永久磁铁、直流电磁铁或交变电磁铁。采用永久磁铁做磁化化器时，由于其磁场较弱，需要紧贴在钻杆上，因此检测时需要将两块永久磁铁与钻杆表面紧密配合，在从钻杆过滤到钻杆接头时，需要将两块永久磁铁分开，无法实现自动化检测；而采取电磁铁可以磁场做得较大，电磁铁内孔可以做得很大，钻杆杆体、接头可自由地穿过，便于实现连续自动化检测。该专利的组成包括漏磁探头，所述的漏磁探头通过固定在探头架内，所述的探头架安装在井口支架内，所述的井口支架固定在井口。起下钻时，由于永久磁铁紧贴钻具表面，因此起到钻杆接箍位置时，必须将两块永久电磁铁分开，待钻杆接箍穿过后再将两块永久磁铁紧贴在钻杆杆体表面，因此无法实现井口钻具的自动连续检测。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种石油钻具井口自动漏磁探伤仪的传感器装置，本实用新型能够在起钻作业时实现自动化连续探伤，具有较好的实用性。本实用新型是通过采用下述技术方案实现的一种钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，其特征在于包括固定盘、磁化线圈、探头总成，探头总成固定在两个磁化线圈之间，位于下部的磁化线圈固定在固定盘上，固定盘安装在自动卡瓦左右支撑板上。所述磁化线圈励磁电流为20A左右，先预热10分钟再开始检测。所述的探头总成包括探轮、探轮臂、探轮臂固定座一、轮臂固定座二、气缸、气缸座、探头固定圈，探轮两端为导向轮，探轮中部为霍尔传感器，探轮中部与探轮臂焊接成一体，探轮臂下部通过销轴与探轮臂固定座一和探轮臂固定座二连接，探头臂中部通过销轴与气缸连接，气缸后部通过销轴与气缸座连接。所述探头臂与探轮臂的连接有高低位两种方式，高位连接即对称的4个探轮臂与探轮臂固定座一连接，低位连接即另外对称的4个探轮臂与探轮臂固定座二连接，两组探轮高低错开。[0013]所述探轮紧贴钻具表面，所述探轮形成磁真空屏蔽。所述气缸的气源气压为0. 3 0. 6MPa之间。所述的探轮共8个，每个探轮中间嵌有多个霍尔传感器，每2个对称的探轮为1 组，共分为4组，4个通道的漏磁信号通过漏磁信号电缆束分别送到漏磁信号采集电缆一和漏磁信号采集电缆二，分别送入上位机进入信号处理。还包括退磁线圈和固定圈，所述的固定圈安装在磁化线圈上表面，退磁线圈固定在固定圈，所述退磁线圈将磁化线圈在钻具表面产生的磁场进行退磁处理。与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在(1)与现有技术相比，由于采用直流电磁线圈，本实用新型实现钻具起下钻时的自动化连续漏磁探伤检测，具有较好的实用性。(2)本实用新型中的探头总成，由于探轮固定在探轮臂上，探轮臂通过销轴与探轮臂固定座连接，气缸与探轮臂连接但只承担推拉力，因此钻具起下钻时对气缸而言只有推拉力，探轮臂的杠杆结构承担了钻具起钻或下钻方向的摩擦力量，加上探轮的滑动减轻了钻具对探轮臂的摩擦力的影响，因此探头总成满足了钻井起下钻工况的要求。(3)本实新型中的探头总成，安装在探头固定圈内，并处于有限的周向浮动状态， 可满足钻具起下时周向的微运动要求。(4)本实用新型中的探头总成采用气缸进行动态进位与退位，起到了空气弹簧的缓冲作用，使得探轮可随钻具进行周向振动，起到随动定心缓冲作用，满足了钻井起下钻工况的要求。(5)本实用新型中采取探轮结构，并在其中间固定处安装霍尔传感器，可在钻杆接箍通过时自动退位，在钻杆接箍通过后自动复位。
下面将结合说明书附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明，其中图1是本实用新型装置立面图；图2是图1中D-D剖视图；图3是图2的A向视图；图4是图2的B向视图；1、自动卡瓦，2、自动卡瓦左右支撑板，3、固定盘，4、隔爆散热磁化线圈，5、探头总成，6、固定圈，7、隔爆散热退磁线圈，8、探轮，9、探轮臂，10、探轮臂固定座1，11、探头固定圈，12、气缸，13、气缸座，14、气缸进位三通，15、气缸退位三通，16、探头臂固定座2，17、气缸进位气管，18、气缸退位气管，19、漏磁信号采集电缆束，20漏磁信号采集电缆，21漏磁信号采集电缆1，22、漏磁信号采集电缆2，23、气缸退位快速气接头，24、气缸进位快速气接头。
具体实施方式
实施例1本实用新型提供了一种钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，包括固定盘、磁化线圈、探头总成，探头总固定在两个磁化线圈之间，下部的磁化线圈固定在固定盘上，固定盘安装在自动卡瓦左右支撑板上，并通过螺栓固定。所述磁化线圈励磁电流为20A左右，先预热10分钟再开始检测。探头总成包括探轮、探轮臂、探轮臂固定座一、探轮臂固定座二、 气缸、气缸座、探头固定圈，探头轮两端为导向轮，探头轮中部为霍尔传感器，探头轮中部与探轮臂为焊接整体，探轮臂下部通过销轴与探轮臂固定座一和探轮臂固定座二连接，探头臂中部通过销轴与气缸连接，气缸后部通过销轴与气缸座连接。所述探头总成在探头固定圈内处于浮动状态，即探头总成可随钻具周向有限运动，但不能转动，满足了钻具起下时的周向微运动。所述气缸可伸长或缩短，气缸伸长时，探头轮紧贴钻具表面，同时在钻具周向振动时，气缸起到缓冲作用，气缸缩短到初始位时，探轮退回初始位置，便于钻具通过。所述探头臂与探轮臂的连接有高低位两种方式，高位连接即对称的4个探轮臂与探轮臂固定座一连接，低位连接即另外对称的4个探轮臂与探轮臂固定座二连接，两组探轮高低错开，避免了进位和退位时的运动干涉。所述探轮可在钻杆接箍通过时自动退位和复位，防止钻杆接箍撞坏探头。所述探轮紧贴钻具表面，使霍尔传感器与钻具表面保持确定的距离。所述探轮形成磁真空屏蔽，减轻了磁场背压对钻具缺陷漏磁场的影响。包括气缸、气缸进位三通和气缸退位三通、气缸进位气管、气缸退位气管、气缸退位快速气接头、气缸进位快速气接头。所述的气缸进位快速气接头与气缸进位气管连接，然后通过气缸进位三通与气缸连接； 气缸退位快速气接头与气缸退位气管连接，再通过气缸退位三通与气缸连接。所述气缸的气源气压为0. 3 0. 之间。还包括探轮、漏磁信号采集电缆、漏磁信号采集电缆束、漏磁信号采集电缆一和漏磁信号采集电缆二，所述的探轮共8个，每个探轮中间嵌有多个霍尔传感器，每2个对称的探轮为1组，共分为4组，4个通道的漏磁信号通过漏磁信号电缆束分别送到漏磁信号采集电缆一和漏磁信号采集电缆二，分别送入上位机进入信号处理。所述的漏磁信号采集，采用定量化数据分析技术，采用4通道独立处理，避免单通道处理的缺陷，实现缺陷的精确分类，减少有用钻杆的误判和报废钻杆的漏判，由于对钻杆的壁厚采用 4个独立通道处理，准确直观，检测设备的报警门限采用软件调整，信号状况可以采用宏观或细化显示，实现钻具表面状态的精确探伤。所述探头固定圈，将探轮内的霍尔传感器置于磁真空区域，由于消除了磁背压的影响，使钻具缺陷漏磁信号变大，有利于提高缺陷的检测信号灵敏度。还包括退磁线圈和固定圈，所述的固定圈安装在磁化线圈上表面，退磁线圈固定在固定圈上。所述退磁线圈将磁化线圈在钻具表面产生的磁场进行退磁处理。所述探头总成，分别对应常用的三种钻杆直径，即对应不同的钻杆直径，应分别安装不同规格的探头总成。对3种规格的钻杆，分别设计了探轮。目前，还很难做到一种探头同时满足多种规格的钻杆探伤的要求，主要原因是每种规格钻杆对应的探头的曲率半径不同，而根据信号检测的要求探头内径与钻杆外径又不能相差太大。磁性检测探头被剖分成八部分抱合于被测的钻杆上，导向块受气缸的作用上下移动。检测时，探头合拢；检测完成时，探头张开。实施例2起钻工况时，将一种375型自动卡瓦安装在375型转盘转台内，并在自动卡瓦下方安装刮泥器，然后将本实用新型装置抬起，从钻具上方将其往下放，使本实用新型装置安装在自动卡瓦左右支撑板组成支撑盘上。上提钻柱时，当其接箍接近探轮，探轮自动退位，让开接箍，接箍通过后，探轮自动复位，紧贴在钻杆表面。起钻过程中，钻杆规格发生变化后，应在自动卡瓦卡持住钻杆的情况下，卸扣，吊走钻柱后，根据钻杆直径更换对应的探头总成。当检测完最后一根钻杆时，将本实用新型装置从自动卡瓦支撑盘上拆下。需将自动卡瓦取出转盘时，首先拆走安装在其支撑盘上的本实用新型装置，然后将卡瓦体上行处于放开位置，转动自动卡瓦转盘销脱离转盘上的转销孔，用专用悬吊挂钩吊出自动卡瓦即可。起钻时，钻柱由大小变小，因此当操作人员发现钻杆尺寸变小时，应更换探头总成。实施例3钻井下钻工况时，将一种375型自动卡瓦安装在375型转盘转台内，可不安装刮泥器，然后将本实用新型装置抬起，从钻具上方将其往下放，使本实用新型装置安装在自动卡瓦左右支撑板组成支撑盘上。下放钻柱时，当其接箍接近探头，探轮自动退位，待接箍通过后，探轮自动复位，紧贴在钻杆表面。下放钻具过程中，钻杆规格发生变化后，应在自动卡瓦卡持住钻杆的情况下，根据钻杆直径更换对应规格的探头总成。下钻时，当操作人员发现接入更大规格的钻杆时，应提前更换对应规格的探头总成。其余同实施2。实施例4起钻工况时，将一种275型自动卡瓦安装在275型转盘转台内，并在自动卡瓦下方安装刮泥器，然后将本实用新型装置抬起，从钻具上方将其往下放，使本实用新型装置安装在自动卡瓦左右支撑板组成支撑盘上。其余同实施2。
权利要求1.一种钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，其特征在于包括固定盘、磁化线圈、探头总成，探头总成固定在两个磁化线圈之间，位于下部的磁化线圈固定在固定盘上，固定盘安装在自动卡瓦左右支撑板上。
2.根据权利要求1所述的钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，其特征在于所述磁化线圈励磁电流为20A。
3.根据权利要求1所述的钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，其特征在于所述的探头总成包括探轮、探轮臂、探轮臂固定座一、轮臂固定座二、气缸、气缸座、探头固定圈，探轮两端为导向轮，探轮中部为霍尔传感器，探轮中部与探轮臂焊接成一体，探轮臂下部通过销轴与探轮臂固定座一和探轮臂固定座二连接，探头臂中部通过销轴与气缸连接，气缸后部通过销轴与气缸座连接。
4.根据权利要求1或3所述的钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，其特征在于所述探头臂与探轮臂的连接有高低位两种方式，高位连接即对称的4个探轮臂与探轮臂固定座一连接，低位连接即另外对称的4个探轮臂与探轮臂固定座二连接，两组探轮高低错开。
5.根据权利要求4所述的钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，其特征在于所述探轮紧贴钻具表面，所述探轮形成磁真空屏蔽。
6.根据权利要求4所述的钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，其特征在于所述气缸的气源气压为0. 3 0. 6MPa之间。
7.根据权利要求4所述的钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，其特征在于所述的探轮共8个，每个探轮中间嵌有多个霍尔传感器，每2个对称的探轮为1组，共分为4组，4个通道的漏磁信号通过漏磁信号电缆束分别送到漏磁信号采集电缆一和漏磁信号采集电缆二，分别送入上位机进入信号处理。
8.根据权利要求4所述的钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，其特征在于还包括退磁线圈和固定圈，所述的固定圈安装在磁化线圈上表面，退磁线圈固定在固定圈，所述退磁线圈将磁化线圈在钻具表面产生的磁场进行退磁处理。
专利摘要本实用新型公开了一种钻具井口漏磁探伤仪的传感器装置，涉及石油钻具井口无损检测设备的设计与制造技术领域，包括固定盘、磁化线圈、探头总成，探头总成固定在两个磁化线圈之间，位于下部的磁化线圈固定在固定盘上，固定盘安装在自动卡瓦左右支撑板上。本实用新型能够在起钻作业时实现自动化连续探伤，具有较好的实用性。
文档编号G01N27/82GK202330359SQ20112048127
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者何莎, 李丽, 江雨蓠, 王豫, 许斌, 谭刚强 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司