一种非开挖钻杆端部自动内窥检测装置的制作方法

本实用新型属于自动化无损检测设备领域，更具体地，涉及一种非开挖钻杆端部自动内窥检测装置。

背景技术：

非开挖钻杆是非开挖技术进行施工的基本构件之一，负责连接地面钻机与孔底钻具，实现两者间的动力传递。钻杆内外流动的是泥浆体系，温度高、压力大，并且钻杆会受到扭转、弯曲和阻力的共同作用，所以，带有裂纹的钻杆在井下工作就有断裂的危险，一旦发生钻柱断裂就会造成埋井事故，严重影响钻井工程的经济效益。钻杆的质量和性能问题得到了越来越多的重视，根据相关的行业技术标准，在钻杆生产线上必须进行表面和内部的探伤检测，保证钻杆质量和性能是保证钻井安全生产的重要前提。

目前，对钻杆杆体的自动化检测以漏磁法和超声法为主，但在钻杆端部的加厚过渡区域存在着内外径及壁厚的变化，使得上述无损检测方法应用失效。利用机器视觉对钻杆内表面复杂曲面检测具有非接触和适应广等优点。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种非开挖钻杆端部自动内窥检测装置，实现自动对准多规格非开挖钻杆内孔，自动获取非开挖钻杆端部内壁图像，便于观察非开挖钻杆内部状况。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种非开挖钻杆端部自动内窥检测装置，包括支架、内窥镜对心调节组件、内窥镜进给组件、内窥镜旋转组件 以及可调节回头拍摄式内窥镜，支架通过地面上的安装孔实现设备整体的固定，实现检测工位的确定；内窥镜对心调节组件能根据不同规格非开挖钻杆调整内窥镜位置，实现内窥镜与非开挖钻杆内孔的对心；内窥镜旋转组件与内窥镜进给组件连接，内窥镜进给组件能使内窥镜在非开挖钻杆内部完成前进或后退的进给运动，满足内窥镜在非开挖钻杆内部轴向拍摄位置的变化要求，同时在安装架两端安装光电开关，能避免进给机构超程运动，起到保护作用；内窥镜旋转组件带动内窥镜进行旋转，满足内窥镜在非开挖钻杆内部周向拍摄位置的变化要求；通过可调节回头拍摄式内窥镜的设计，可针对不同规格钻杆内部的摄像需求，调整内窥镜拍摄角度。

优选地，内窥镜对心调节组件包括丝杆一、调高板、步进电机一、支座一、导杆一、滑动轴承、丝杆螺母一以及导杆支座，所述的支座一安装在支架上，步进电机一固定在支座一上，所述的导杆一起到导向作用，由一对导杆支座固定，导杆支座安装在支架上，丝杆一在步进电机一的带动下旋转带动丝杆螺母一运动，所述的调高板与丝杆螺母一连接，使调高板的上下运动，实现可调节回头拍摄式内窥镜与非开挖钻杆内孔的对心。

优选地，所述的内窥镜进给组件包括直流减速电机、直流减速电机支座、联轴器、丝杆螺母二、滑块、丝杆二、光电开关、安装支架以及导杆二，所述的直流减速电机支座固定在安装支架上，直流减速电机由直流减速电机支座固定，滑块通过丝杆螺母二安装在丝杆二上，所述的丝杆二由直流减速电机带动旋转，使得丝杆螺母二与滑块进行进给运动，所述的导杆二安装在安装支架内，起导向作用，光电开关安装在安装支架的极限位置，起保护作用。

优选地，所述的可调节回头拍摄式内窥镜包括安装杆、CCD摄像头以及螺钉组，所述的安装杆通过螺钉组与CCD摄像头连接，实现回头式的拍摄姿势，并且摄像头拍摄角度可调。

优选地，所述的内窥镜旋转组件包括支座二、滑环下固定座、滑环、步 进电机二、滑环上固定座、齿轮一以及齿轮二，所述的支座二和滑环下固定座都固定在滑块上，跟随进给机构运动，所述的滑环安装在滑环下固定座和滑环上固定座之间，步进电机二固定在支座二上并带动齿轮二运动，所述的齿轮二与齿轮一相啮合，步进电机二通过齿轮一、齿轮二带动调节回头拍摄式内窥镜旋转，从而实现可调节回头拍摄式内窥镜的旋转动作。

总体而言，与现有技术相比，本实用新型所构思的以上技术方案能够取得下列有益效果：

1)本非开挖钻杆端部自动内窥检测装置中能够根据不同规格非开挖钻杆调整内窥镜位置，实现了内窥镜与非开挖钻杆内孔的对心，并且设计可调节回头拍摄式内窥镜，能根据不同规格钻杆进行拍摄角度调整并扩大视场范围，提高检测效率并且检测的通用性较高；

2)本非开挖钻杆端部自动内窥检测装置结合钻杆检测生产线实际检测流程，该装置通过自动控制的进给运动和旋转运动，能无盲区、不间断的检测钻杆端部内部状况，降低漏检率；

3)本开挖钻杆端部自动内窥检测装置检测过程操作简便，降低了检测系统的造价成本,具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为本实用新型装置的内窥镜对心调节组件；

图3为本实用新型装置的内窥镜进给组件示意图；

图4为本实用新型装置的内窥镜旋转组件示意图；

图5为本实用新型装置的可调节回头拍摄式内窥镜示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优势更加清楚明白，以下结合附图及实施案例，对本实用新型进行更详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本实用新型装置的结构示意图，一种非开挖钻杆端部自动内窥检测装置，包括支架1、内窥镜对心调节组件2、内窥镜进给组件3、内窥镜旋转组件4以及可调节回头拍摄式内窥镜5，支架1与地面的安装孔连接实现设备整体的固定，内窥镜对心调节组件2安装在支架1上，实现了内窥镜与非开挖钻杆内孔的自动对心；内窥镜进给组件3安装在内窥镜对心调节组件2的调高板22上，内窥镜对心调节组件2带动其上下运动；内窥镜旋转组件4与内窥镜进给组件3通过滑块35连接，这样内窥镜旋转组件4可以跟随内窥镜进给组件3前后运动；可调节回头拍摄式内窥镜5通过安装杆51与内窥镜旋转组件4连接在一起，内窥镜旋转组件4带动其实现旋转运动。

图2是本实用新型装置内窥镜对心调节组件2示意图，包括丝杆一21、调高板22、步进电机一23、支座一24、导杆一25、滑动轴承26、丝杆螺母一27、以及导杆支座28，支座一24安装在支架1上，步进电机一23固定在支座一24上，导杆一25起到导向作用，由一对导杆支座28固定，导杆支座28安装在支架1上丝杆一21在步进电机一23的带动下旋转带动丝杆螺母一27运动，调高板22与丝杆螺母一27连接，使调高板22的上下运动，实现可调节回头拍摄式内窥镜5与非开挖钻杆内孔的对心。

进一步，所述的步进电机一23和支座一组成了内窥镜对心调节组件2动力原，丝杆一21、调高板22、导杆一25、滑动轴承26、丝杆螺母一27、以及导杆支座28组成了对心调节运动机构，丝杆一21在步进电机一的带动下实现旋转，调高板22随着丝杆一21实物旋转上下运动，实现内窥镜与非开挖钻杆内孔的自动对心。

进一步，所述的丝杆一21由于要承载较大的负载，因此考虑到刚度，选用的规格较粗，同时为了保证调高板22能正确、平稳的上下运动，丝杆一21采用梯形丝杆，实现对心后自锁，用导杆一25起导向作用。

图3是本实用新型装置内窥镜进给组件3示意图，所述内窥镜进给组件 3包括直流减速电机31、直流减速电机支座32、联轴器33、丝杆螺母二34、滑块35、丝杆二36、光电开关37、安装支架38以及导杆二39，直流减速电机支座32固定在安装支架38上，直流减速电机31由直流减速电机支座32固定，直流减速电机31带动丝杆二36旋转，使得丝杆螺母二34与滑块35进行进给运动，导杆二39安装在安装支架38里，起导向作用。

进一步，所述的直流减速电机31和直流减速电机支座32组成动力原，丝杆二36、丝杆螺母二34、滑块35、丝杆二36以及导杆二39组成了进给运动机构，以上部件都安装在安装支架38上。

进一步，所述的丝杆二36，由于负载较轻而且安装的空间较小，采用较小规格。

进一步，光电开关37安装在安装支架38的极限位置，起保护作用。

图4是本实用新型装置内窥镜旋转组件示意图，所述内窥镜旋转组件4包括支座二41、滑环下固定座42、滑环43、步进电机二44、滑环上固定座45、齿轮一46以及齿轮二47，支座二41和滑环下固定座42都固定在滑块35上，跟随进给机构运动，滑环43安装在滑环下固定座42和滑环上固定座45之间，步进电机二44固定在支座二41上带动齿轮二47运动，齿轮二47通过齿轮带动齿轮一46旋转，安装杆51与齿轮一46连接，从而实现可调节回头拍摄式内窥镜5的旋转动作。

进一步，所述的步进电机二44与支座二41组成了动力原，所述的齿轮一46以及齿轮二47组成了传动机构，步进电机二44带动齿轮二47旋转后，齿轮二47与齿轮一46进行齿轮传动，齿轮一46旋转，安装杆51固定在齿轮一46上，实现安装杆51的旋转。

进一步，滑环43安装在滑环下固定座42和滑环上固定座45之间，由于安装杆不停旋转，数据传输需要滑环43，滑环43将连接图像采集卡对采集的图像进行数据转换最终传输到计算机上储存，滑环下固定座42都固定在滑块35上，跟随进给机构运动。

图5是本实用新型装置可调节回头拍摄式内窥镜5示意图，所述可调节回头拍摄式内窥镜5包括安装杆51、CCD摄像头52以及螺钉组53，安装杆51通过螺钉组53连接CCD摄像头52，实现回头式的拍摄姿势，并且摄像头拍摄角度可调。

进一步，所述的可调节回头拍摄式内窥镜5拍摄时采用静态拍摄，经过内窥镜对心调节组件2对心和根据尺寸改变可调节回头拍摄式内窥镜5拍摄角度后在内窥镜进给组件3的带动下经过进入钻杆内孔，到达管端后停止运动；内窥镜开始拍照，完成一次拍照后停止拍照并绕安装杆轴线旋转，每旋转60°停止旋转并拍照一次，旋转一圈采集六张内壁图片后，内窥镜前进50mm；重复四次步骤直至完成200mm内部变径区图像采集，得到24张图像后，停止旋转并退出钻杆内孔；钻杆左端管端内部变径区检测完毕后，右边的检测设备运行，重复以上步骤完成钻杆两端的检测，检测完毕的钻杆进入下一工位。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，检测对象不仅限定非开挖钻杆，具有相同内孔结构的内部检测或用与本凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。