一种自动开合式钻杆损伤检测装置的制作方法

本发明涉及一种钻杆损伤检测装置，具体涉及一种自动开合式钻杆损伤检测装置。

背景技术：

在钻井过程中，井下钻杆往往会受到拉压、扭转、弯曲等应力。在这些应力的作用下，导致钻杆表面产生磨损、变形、腐蚀等状况。如果不及时发现这些问题，损伤达到一定程度后，可能会导致钻杆刺漏和断裂等事故。钻杆发生失效后，直接会导致钻井周期变长，使成本增加，严重的会直接威胁工人的生命安全，造成重大安全事故。随着钻井技术的发展，深井、水平井等复杂井的钻井量越来越多，钻杆安全愈加重要。

为防止钻杆发生损伤后第一时间检测到钻杆发生损伤的位置和程度，以及预测钻杆的寿命，传统用于钻杆探伤的方法，如：超声法、涡流法、磁粉法、渗透法、电磁法和射线法等检测方法不能在钻柱工作时检测，会与平台上其他装置干涉，且装卸复杂耗时，检测效率低。

因此，有必要一种可在钻柱工作时，在不干涉平台上其他装置的情况下能自动进行钻杆损伤检测的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种结构简单，检测效率高，准确性好，其能在钻机井口对钻杆进行损伤检测的自动开合式钻杆损伤检测装置。

本发明的技术方案是：

一种自动开合式钻杆损伤检测装置，包括底座、上箱盖、上箱体、下箱体和开合组件，其特征在于：底座上固装有下箱体，下箱体上活动安装有上箱体，上箱体上固装有上箱盖，上箱盖的顶部中间位置通过滑道滑动安装有对中杆，所述的上箱体前端为开口状，上箱体内两侧对称设置有边齿条，边齿条之间设置中间齿条，边齿条和中间齿条的端头装有开合组件。

所述的上箱盖的内表面固装有电机，电机一侧通过安装座装有中间齿轮，电机的输出轴上装有电机齿轮，电机齿轮与中间齿轮啮合连接。

所述的上箱体的箱板中间位置通过轴承安装有传动轴，传动轴的两端分别固装有边齿条传动齿轮，边齿条传动齿轮分别与边齿条啮合连接；边齿条传动齿轮之间的传动轴上装有中间齿条传动齿轮；中间齿条传动齿轮分别与中间齿轮和中间齿条啮合连接。

所述的中间齿条上设置有滑槽，滑槽内装有连杆，连杆的两端分别与边齿条连接。

所述的下箱体上对称设置有导轨，导轨上滑动安装有滑块，导轨之间的下箱体上装有电动推杆，所述的滑块和电动推杆分别与上箱体连接。

所述的开合组件包括由两个半环构成的开合环、两个半环的一端端头处分别设置有装配环，开合环由装配环通过销轴活动安装在中间齿条端头，销轴两侧的两个半环上分别设置有连接板，开合环的两个半环通过连接板分别与边齿条端头活动连接；开合环的两个半环内表面分别均布有多个损伤检测器。

所述的损伤检测器包括基座、外盖、浮动块和探头，基座上固装有外盖，外盖内通过大弹簧装有浮动块，浮动块的一端延伸至外盖的外端，浮动块上设置有连杆，连杆的端头装有探头，探头与浮动块之间的连杆上套装有小弹簧。

所述的探头上通过销轴装有滚轮，滚轮一侧的探头上设置有导向板。

所述的导向板为月牙形。

本发明的有益效果在于：

该自动开合式钻杆损伤检测装置结构简单，实用性好，工作过程中，可在不干涉平台上其他装置的情况下自动进行钻杆损伤的检测；解决了现有检测装置必需在停钻的情况下才能对钻柱损伤进行检测的问题，有效提高了工作效率，特别适用于钻杆损伤检测使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的下箱体的结构示意图；

图3为本发明的上箱体的结构示意图；

图4为本发明的上箱盖的结构示意图；

图5为本发明的开合组件的安装示意图；

图6为本发明的检测器的结构示意图。

图中：1、底座，2、上箱盖，3、上箱体，4、下箱体，5、开合组件，6、导轨，7、滑块，8、电动推杆，9、边齿条，10、中间齿条，11、开合环，12、销轴，13、连接板，14、损伤检测器，15、基座，16、外盖，17、浮动块，18、探头，19、滚轮，20、导向板，21、轴承，22、传动轴，23、边齿条传动齿轮，24、中间齿条传动齿轮，25、对中杆，26、电机，27、中间齿轮，28、电机齿轮，29、滑槽，30、连杆。

具体实施方式

该自动开合式钻杆损伤检测装置包括底座1、上箱盖2、上箱体3、下箱体4和开合组件5。底座1上固装有下箱体4。下箱体4上对称设置有导轨6，导轨6上分别滑动安装有滑块7，导轨6之间的下箱体4上装有电动推杆8，上箱体3通过滑块7安装在下箱体3上；、下箱体3上的电动推杆8与上箱体3连接，在电动推杆8的作用下，上箱体3通过滑块7可在导轨6上滑动。

上箱体3的前端为开口状，上箱体3内两侧对称设置有边齿条9，边齿条9之间设置有中间齿条10，边齿条9和中间齿条10的端头装有开合组件5。

开合组件5包括由两个半环构成的开合环11、两个半环的一端端头处分别设置有装配环，开合环11由装配环通过销轴12活动安装在中间齿条10端头，销轴12两侧的两个半环上分别设置有连接板13，开合环11的两个半环通过连接板13分别与边齿条9端头活动连接；开合环11的两个半环内表面分别均布有多个损伤检测器14。

损伤检测器14包括基座15、外盖16、浮动块17和探头18，基座15上通过螺栓固装有外盖16，外盖16内通过大弹簧装有浮动块17，浮动块17的一端延伸至外盖16的外端，浮动块17上设置有连杆，连杆的端头装有探头18，探头18与浮动块17之间的连杆上套装有小弹簧。探头上通过销钉装有滚轮19，滚轮19一侧的探头18上设置有月牙形的导向板20。

上箱体3上固装有上箱盖2，上箱盖2的顶部中间位置通过滑道滑动安装有对中杆25，对中杆25可沿滑道伸出；伸出后通过紧固螺栓拧紧固定。上箱盖3的内表面固装有电机26，电机26一侧通过安装座装有中间齿轮27，电机26的输出轴上装有电机齿轮28，电机齿轮28与中间齿轮27啮合连接。

上箱体3的箱板中间位置通过轴承21安装有传动轴22，传动轴22的两端分别固装有边齿条传动齿轮23，边齿条传动齿轮23分别与边齿条9啮合连接；边齿条传动齿轮23之间的传动轴22上装有中间齿条传动齿轮24；中间齿条传动齿轮24分别与中间齿轮27和中间齿条10啮合连接。

中间齿条10上设置有滑槽29，滑槽29内装有连杆30，连杆30的两端分别与边齿条9连接。

该自动开合式钻杆损伤检测装置的边齿条9在连杆30的作用下可以实现齿条间的互相带动。工作时，首先将该装置安装于进口一侧，再将对中杆25移动至开合环11移动的最大距离处，并用紧固螺栓固定。

然后通过电动推杆8移动上箱体3，调整到对中杆25前端与目标杆接触。开启电机26电机齿轮28运转，并带动中间齿轮27。中间齿轮27带动中间齿条传动齿轮24，从而带动传动轴22和边齿条传动齿轮23运转。

初始状态，只有中间齿条传动齿轮24与中间齿条10啮合，两端的边齿条传动齿轮23不与边齿条9 啮合，边齿条传动齿轮23空转。随着中间齿条10向前运动，开合环11逐步打开。中间齿条10运动一定距离后，由于滑槽29内的连杆30两端分别与边齿条9连接，且滑槽29为凹形槽，可对连杆30的滑动具有限位的作用，当连杆30移动至滑槽29的端头被挡住时，中间齿条14通过连杆30带动边齿条9向前运动，此时开合环11已达到最大开合角度，随着边齿条9的向前运动；边齿条传动齿轮23逐步与边齿条9啮合，此时的三个轴上齿轮均与齿条啮合。

在边齿条传动齿轮23的作用下，边齿条9继续向前运动；当运动一段距离后，中间齿条104与中间齿条传动齿轮24脱离啮合，由于此时的边齿条传动齿轮23与边齿条9处于啮合状态，且开合环11此时也达到最远移动距离。中间齿条10停止运动。

此时在边齿条9继续向前移动的作用下，开合环11的两个半环在边齿条9的推动作用下开始关闭，边齿条9继续向前移动直至完全关闭（损伤检测器14的导向板20形成对钻柱的围合状态，滚轮19可在钻柱上滚动），电机26停止运转，装置运动停止；即可通过损伤检测器14对钻柱开始损伤检测。

检测完成后，反转电机26，电机26带动传动轴26反转，此时由于传动轴26两端的边齿条传动齿轮23与边齿条9啮合，边齿条9向后移动，由此拉动开合环11的两个半环使其开启。边齿条9 向后移动一段距离后，通过连杆30带动中间齿条10一起向后移动，此时开合环11开启到最大程度并向后运动。向后运动一段距离后，中间齿条10与中间齿条传动齿轮24啮合并继续向后运动，从而使边齿条9与边齿条传动齿轮23脱离啮合，边齿条9与边齿条传动齿轮23脱离啮合后；由于中间齿条10仍然和中间齿条传动齿轮24啮合，随着中间齿条10的继续向后移动，拉动开合环11中间的销轴12处，使其开始关闭。随着中间齿条10的继续向后移动，开合环11完全关闭，此时电机26停转由此完成一个工作循环。

该自动开合式钻杆损伤检测装置结构简单，实用性好，工作过程中，可在不干涉平台上其他装置的情况下自动进行钻杆损伤的检测；解决了现有检测装置必需在停钻的情况下才能对钻柱损伤进行检测的问题，有效提高了工作效率，特别适用于钻杆损伤检测使用。