在(zai)石油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)工業中(zhong)，目前有(you)多種采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)，其中(zhong)機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)最為(wei)普(pu)遍和重(zhong)(zhong)要(yao)，尤其是有(you)桿泵(beng)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)，典(dian)型的(de)(de)有(you)桿泵(beng)抽(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)系統的(de)(de)組成如(ru)圖7-13所示。早(zao)在(zai)石油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)工業問(wen)世時，我(wo)國(guo)(guo)所開(kai)發(fa)的(de)(de)大多數(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)開(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)階段都已進入了(le)中(zhong)、高含水期，許多油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)的(de)(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)由原來的(de)(de)自噴式(shi)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)轉為(wei)機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)，有(you)些油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)甚至最初的(de)(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)就是機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)。據(ju)相(xiang)關(guan)資(zi)料數(shu)據(ju)統計，目前全國(guo)(guo)機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)已占油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)總(zong)數(shu)的(de)(de)90％以(yi)上，機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)中(zhong)90％以(yi)上皆為(wei)有(you)桿泵(beng)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)，可見有(you)桿泵(beng)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)已在(zai)我(wo)國(guo)(guo)的(de)(de)石油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)開(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)中(zhong)占據(ju)了(le)舉(ju)足輕重(zhong)(zhong)的(de)(de)地位(wei)。
抽油桿(gan)是抽油機與(yu)深(shen)井泵之(zhi)間傳遞動力(li)的重(zhong)要部件，長期在(zai)(zai)腐(fu)蝕介質中(zhong)承受著交變載荷，極易形(xing)成(cheng)如裂(lie)紋、腐(fu)蝕坑（麻點）及偏(pian)磨等缺陷，從而(er)會(hui)降低(di)自身強度，嚴重(zhong)時導致(zhi)斷桿(gan)事故。為提高抽油桿(gan)循環(huan)利(li)用(yong)率，一種舊抽油桿(gan)的再制造新(xin)(xin)工藝-冷拔(ba)復新(xin)(xin)制造工藝被(bei)廣泛使(shi)用(yong)。在(zai)(zai)此過程中(zhong)，首先需要對(dui)抽油桿(gan)進行無(wu)損檢測，然后根據抽油桿(gan)質量狀況(kuang)采取(qu)合適(shi)的修復工藝。
常規抽(chou)油桿(gan)(gan)整(zheng)體結(jie)構(gou)如圖7-14所示，抽(chou)油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體一般為實(shi)心(xin)圓形斷面的鋼桿(gan)(gan)，當桿(gan)(gan)徑(jing)較(jiao)大時(shi)，也有空心(xin)結(jie)構(gou)，兩端為鐓(dui)粗(cu)的桿(gan)(gan)頭(tou)(tou)，由外(wai)(wai)螺紋接頭(tou)(tou)、應力卸荷槽、推承面臺肩、方徑(jing)扳手、鐓(dui)粗(cu)凸緣和圓弧過渡區構(gou)成。外(wai)(wai)螺紋接頭(tou)(tou)與接箍相連，方徑(jing)扳手裝卸抽(chou)油桿(gan)(gan)接頭(tou)(tou)時(shi)用于卡住抽(chou)油桿(gan)(gan)鉗(qian)。
常(chang)用抽(chou)油桿(gan)規(gui)格按(an)桿(gan)體的外(wai)徑(jing)一(yi)共分(fen)為(wei)6種，分(fen)別是φ13mm、φ16mm、φ19mm、Φ22mm、φ25mm和ф28mm（1／2in、5／8in、3／4in、7／8in、1in和11／8in），長度一(yi)般為(wei)7.62m或8m。根據API Spec 11B《Specification for Sucker Rods》標(biao)準，常(chang)規(gui)鋼制抽(chou)油桿(gan)長度一(yi)般為(wei)7.62m、8m和9m。常(chang)用抽(chou)油桿(gan)主要規(gui)格參數見表7-2。
抽(chou)油桿(gan)(gan)作為連接井上抽(chou)油機(ji)和井下抽(chou)油泵柱塞(sai)之(zhi)間的(de)連桿(gan)(gan)，其產生的(de)最典型缺陷形(xing)式就是(shi)磨(mo)(mo)損(sun)。抽(chou)油桿(gan)(gan)與抽(chou)油管之(zhi)間的(de)磨(mo)(mo)損(sun)形(xing)式主要包括機(ji)械(xie)磨(mo)(mo)損(sun)、磨(mo)(mo)料(liao)磨(mo)(mo)損(sun)和電化學腐(fu)蝕。
機(ji)械磨(mo)(mo)(mo)損是單(dan)純(chun)的(de)抽油(you)(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)與(yu)油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)體(ti)(ti)發生(sheng)(sheng)偏磨(mo)(mo)(mo)，影響因(yin)素眾多(duo)，常(chang)見誘因(yin)包(bao)括井眼(yan)軌跡形狀、桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)柱結構及工作參(can)數的(de)配合。這(zhe)種常(chang)見的(de)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)缺陷主要表現(xian)在兩(liang)個方面(mian)：在桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)撓度(du)相(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)小的(de)位置，抽油(you)(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)的(de)接箍與(yu)抽油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)內(nei)(nei)壁極易(yi)產生(sheng)(sheng)碰(peng)(peng)撞摩擦，由于(yu)油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)的(de)摩擦面(mian)相(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)大，因(yin)此(ci)磨(mo)(mo)(mo)損程度(du)較(jiao)輕，但是桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)接箍和桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)頭(tou)部(bu)分(fen)磨(mo)(mo)(mo)損嚴重；在抽油(you)(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)撓度(du)相(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)大的(de)地方，抽油(you)(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)的(de)接箍與(yu)抽油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)內(nei)(nei)壁產生(sheng)(sheng)摩擦碰(peng)(peng)撞的(de)同(tong)時(shi)，桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)本體(ti)(ti)與(yu)油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)內(nei)(nei)壁也會產生(sheng)(sheng)摩擦，磨(mo)(mo)(mo)損比較(jiao)嚴重，導(dao)致桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)出現(xian)嚴重偏磨(mo)(mo)(mo)。
腐蝕(shi)(shi)(shi)缺陷是一(yi)種廣泛存在的(de)電(dian)化(hua)(hua)學現象，受介質環境(jing)的(de)影響巨大(da)(da)。桿(gan)(gan)(gan)體(ti)的(de)偏磨與腐蝕(shi)(shi)(shi)缺陷并不是簡單的(de)累加，而是兩者結合，相互作用(yong)，促(cu)使更(geng)大(da)(da)的(de)破(po)壞產生。當桿(gan)(gan)(gan)體(ti)表面(mian)被活化(hua)(hua)，成(cheng)為電(dian)化(hua)(hua)學腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)陽極，則形成(cheng)大(da)(da)陰極小陽極的(de)電(dian)化(hua)(hua)學腐蝕(shi)(shi)(shi)，而產出液是強(qiang)電(dian)解質，具(ju)有(you)強(qiang)腐蝕(shi)(shi)(shi)性，對(dui)電(dian)化(hua)(hua)學腐蝕(shi)(shi)(shi)起到一(yi)個(ge)催化(hua)(hua)作用(yong)。其(qi)中，陽極則首當其(qi)沖，即發(fa)生桿(gan)(gan)(gan)體(ti)偏磨的(de)位置會優先發(fa)生電(dian)化(hua)(hua)學腐蝕(shi)(shi)(shi)，導致產生桿(gan)(gan)(gan)體(ti)偏磨的(de)表面(mian)更(geng)加粗糙，加劇(ju)磨損。抽油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)的(de)常見缺陷如圖7-15所示。
一、檢測原理
直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)利用直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)線(xian)圈產生恒定的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)對(dui)(dui)被檢測(ce)構(gou)件(jian)進行磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，其可分(fen)為恒定直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和脈動(dong)(dong)電流(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。恒定直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)對(dui)(dui)電源要求較(jiao)高(gao)，整流(liu)后產生波動(dong)(dong)范(fan)圍(wei)較(jiao)小(xiao)(xiao)的(de)(de)直(zhi)流(liu)電，以(yi)免產生磁(ci)(ci)(ci)場(chang)波動(dong)(dong)而降低檢測(ce)信號的(de)(de)信噪比。磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)電流(liu)的(de)(de)大小(xiao)(xiao)因被測(ce)構(gou)件(jian)的(de)(de)截(jie)面積不同(tong)而發生變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)強度(du)的(de)(de)大小(xiao)(xiao)通過控制輸入電流(liu)的(de)(de)大小(xiao)(xiao)來實現調節(jie)。脈動(dong)(dong)電流(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)在電氣實現上相對(dui)(dui)容易，是剩磁(ci)(ci)(ci)法檢測(ce)中較(jiao)常使(shi)用的(de)(de)直(zhi)流(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)方式。
交(jiao)流磁(ci)(ci)化(hua)(hua)是向磁(ci)(ci)化(hua)(hua)器中施以交(jiao)變電流，進而(er)產生交(jiao)變的磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場。但(dan)由于趨(qu)膚效(xiao)應(ying)，磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場僅存(cun)在于被檢測構件表面(mian)，因此，交(jiao)流磁(ci)(ci)化(hua)(hua)適合用于鐵磁(ci)(ci)性構件表面(mian)或(huo)近表層(ceng)缺陷的檢測。
永磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)以永久磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)作為磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)源(yuan)對(dui)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)構(gou)件施加磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)。在(zai)永久磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)中通常(chang)采用磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)、銜鐵(tie)以及(ji)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)構(gou)件構(gou)成磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)回路。它(ta)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場與恒定直流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)產生(sheng)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場有相通性(xing)(xing)，但磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強(qiang)度的(de)調整不(bu)如后者(zhe)方(fang)便，其磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)路一(yi)旦確(que)定磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強(qiang)度大小便不(bu)可調整。永磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)吸力很大，對(dui)抽油桿的(de)前行和檢測探頭的(de)合攏均會帶來(lai)不(bu)便。
檢測(ce)系(xi)統主(zhu)要是針對(dui)水平放(fang)置在(zai)修復車間(jian)內的(de)(de)在(zai)用(yong)抽(chou)(chou)(chou)油(you)桿（即舊(jiu)抽(chou)(chou)(chou)油(you)桿）進(jin)行(xing)檢測(ce)。考慮抽(chou)(chou)(chou)油(you)桿桿徑(jing)較細(xi)且兩(liang)端存(cun)在(zai)較大的(de)(de)變徑(jing)區域(yu)，永磁(ci)磁(ci)化的(de)(de)吸力大且尺寸規格確定(ding)后無(wu)法(fa)進(jin)行(xing)磁(ci)化強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)調節，對(dui)抽(chou)(chou)(chou)油(you)桿的(de)(de)水平運(yun)動、磁(ci)化的(de)(de)均(jun)勻性(xing)和檢測(ce)探頭張緊(jin)均(jun)造成不利影響。直流線(xian)圈磁(ci)化器具有(you)可調節磁(ci)化強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)靈活性(xing)，該方式(shi)能(neng)夠在(zai)抽(chou)(chou)(chou)油(you)桿桿體(ti)內部產生穩定(ding)、均(jun)勻的(de)(de)磁(ci)化場(chang)，獲得分辨(bian)率(lv)良好的(de)(de)缺(que)陷漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)。此外，從(cong)漏(lou)(lou)磁(ci)信(xin)號處理角度(du)(du)來(lai)看(kan)，缺(que)陷漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)承(cheng)載著缺(que)陷的(de)(de)相關信(xin)息，為了更(geng)好地辨(bian)識出抽(chou)(chou)(chou)油(you)桿的(de)(de)缺(que)陷信(xin)號，勵(li)磁(ci)電流與缺(que)陷信(xin)號頻(pin)率(lv)之(zhi)間(jian)的(de)(de)差距(ju)越(yue)大越(yue)好。對(dui)于一(yi)般的(de)(de)檢測(ce)速度(du)(du)來(lai)說，缺(que)陷信(xin)號的(de)(de)頻(pin)率(lv)范圍是幾(ji)十赫(he)茲到(dao)上百赫(he)茲，故勵(li)磁(ci)電流頻(pin)率(lv)應該采用(yong)低頻(pin)或者(zhe)高頻(pin)。
對(dui)于(yu)細長鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)性構件，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)方式(shi)有單磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈和雙(shuang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈兩種(zhong)方式(shi)，如圖7-16所示。單磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈方式(shi)中(zhong)，為了(le)滿足檢(jian)測(ce)一致(zhi)性要求，通常(chang)將檢(jian)測(ce)探頭(tou)放(fang)置(zhi)于(yu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)器內部。從而(er)導(dao)致(zhi)線(xian)(xian)(xian)圈內外徑增(zeng)大(da)(da)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)通量(liang)在抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體外的(de)(de)空氣中(zhong)損失大(da)(da)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)效率低且磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)效果差。采用雙(shuang)勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)圈進行(xing)軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)時，不僅可以縮減線(xian)(xian)(xian)圈內外徑，增(zeng)大(da)(da)抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)強度(du)(du)，增(zeng)加抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)有效磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)區域，提高磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)效率，而(er)且檢(jian)測(ce)探頭(tou)可以布(bu)置(zhi)在兩個檢(jian)測(ce)線(xian)(xian)(xian)圈中(zhong)間部位(wei)。根(gen)據霍姆赫茲(zi)線(xian)(xian)(xian)圈的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場分布(bu)，雙(shuang)線(xian)(xian)(xian)圈軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)在抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體內部更(geng)易形成密集而(er)均勻的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場，有助于(yu)提高檢(jian)測(ce)信號的(de)(de)靈敏度(du)(du)和穩定性。
以直徑φ25mm抽(chou)油(you)桿(gan)中(zhong)(zhong)心線為中(zhong)(zhong)心建(jian)立2D對稱有限元(yuan)模型(xing)，利用ANSYS仿(fang)真軟件(jian)計(ji)算(suan)獲得不同磁化方式下的(de)(de)抽(chou)油(you)桿(gan)中(zhong)(zhong)心線方向的(de)(de)磁感應強(qiang)度，如圖7-17所示。
從(cong)圖(tu)7-17分析(xi)(xi)可(ke)知，雙(shuang)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈在抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)內更(geng)易獲得(de)均勻(yun)且磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化強(qiang)度(du)相(xiang)對較大的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)，均勻(yun)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)接(jie)近2.2T，且兩磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化線(xian)(xian)(xian)(xian)圈的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)間(jian)距達(da)到了150mm。基于(yu)雙(shuang)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)直(zhi)流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)(de)抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)自動(dong)檢測方(fang)案如(ru)圖(tu)7-18所示(shi)，通(tong)過軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)布置兩個直(zhi)流勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈將抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化到飽(bao)(bao)和(he)(he)或近飽(bao)(bao)和(he)(he)狀態，當抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)表面有缺(que)陷(xian)存在時(shi)，抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)缺(que)陷(xian)處(chu)局部(bu)材料的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)導(dao)率會(hui)降(jiang)低，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)阻增大，抽(chou)(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)(xian)(xian)(xian)會(hui)發生畸變，從(cong)而導(dao)致(zhi)部(bu)分磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)(xian)(xian)(xian)泄漏(lou)到空氣(qi)中，形成缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)，然后被處(chu)于(yu)雙(shuang)勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈中間(jian)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)傳感器(qi)拾取，繼而將漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換為電壓信(xin)號(hao)，之后經過信(xin)號(hao)放(fang)大器(qi)進(jin)(jin)行信(xin)號(hao)放(fang)大和(he)(he)濾波處(chu)理，并進(jin)(jin)入(ru)(ru)A-D轉(zhuan)換器(qi)，完成對漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)調理和(he)(he)采(cai)集，最(zui)終(zhong)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)檢測數字信(xin)號(hao)進(jin)(jin)入(ru)(ru)計算機上(shang)位機軟件(jian)進(jin)(jin)行分析(xi)(xi)處(chu)理和(he)(he)顯(xian)示(shi)。
二(er)、整體方(fang)案
抽油桿(gan)(gan)(gan)漏(lou)(lou)磁自(zi)動(dong)(dong)檢測(ce)(ce)總體布局如(ru)圖7-19所示。抽油桿(gan)(gan)(gan)漏(lou)(lou)磁自(zi)動(dong)(dong)檢測(ce)(ce)系統主(zhu)要(yao)包括：料架、氣(qi)動(dong)(dong)翻(fan)料機(ji)構(gou)、傳(chuan)送(song)(song)機(ji)構(gou)、氣(qi)動(dong)(dong)壓緊(jin)扶正裝(zhuang)置、檢測(ce)(ce)探頭(tou)(tou)(tou)氣(qi)動(dong)(dong)跟(gen)蹤機(ji)構(gou)。氣(qi)動(dong)(dong)翻(fan)料機(ji)構(gou)完(wan)成(cheng)待檢測(ce)(ce)抽油桿(gan)(gan)(gan)從上(shang)料架到傳(chuan)送(song)(song)輪(lun)以及(ji)下(xia)料分選區的(de)傳(chuan)遞工作；氣(qi)動(dong)(dong)壓緊(jin)扶正裝(zhuang)置主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)(yu)壓緊(jin)和扶正抽油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體，使其平穩地通(tong)過(guo)檢測(ce)(ce)設備；檢測(ce)(ce)探頭(tou)(tou)(tou)氣(qi)動(dong)(dong)跟(gen)蹤機(ji)構(gou)用(yong)于(yu)(yu)實現探頭(tou)(tou)(tou)緊(jin)貼桿(gan)(gan)(gan)體表面(mian)，并保(bao)證(zheng)抽油桿(gan)(gan)(gan)接箍的(de)順利(li)通(tong)過(guo)。
抽油桿漏磁自(zi)動檢(jian)測流程分(fen)為(wei)以(yi)下幾步：
1）氣動(dong)上翻料(liao)機(ji)構(gou)將待(dai)檢測抽油桿從上料(liao)架(jia)送至(zhi)傳送線，抽油桿在(zai)傳送機(ji)構(gou)的驅動(dong)下勻(yun)速傳送至(zhi)檢測主機(ji)。
2）對磁(ci)化(hua)(hua)(hua)器(qi)通以(yi)直流電，使得(de)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)器(qi)產生(sheng)穩定的軸向(xiang)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)場(chang)，將抽油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)軸向(xiang)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)至飽和或(huo)近飽和狀態。當抽油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)存在缺(que)陷時，缺(que)陷處便會產生(sheng)相應的漏磁(ci)場(chang)。
3）缺陷(xian)漏磁場被漏磁傳感器拾取，并(bing)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電壓信(xin)號，之后依(yi)次經過信(xin)號放大、濾(lv)波、A-D轉(zhuan)換(huan)，然后完成(cheng)采集(ji)，最后進入(ru)計算(suan)機的上位(wei)機軟件進行顯示和處理。
4）抽(chou)油(you)桿(gan)檢測完成之后(hou)，利(li)用退磁器(qi)實(shi)現退磁，之后(hou)進行下一根抽(chou)油(you)桿(gan)的循環(huan)檢測。
1. 壓緊扶正(zheng)裝置
如圖7-20所示(shi)，檢(jian)測主(zhu)機由(you)前后兩個(ge)壓(ya)緊(jin)扶(fu)(fu)正(zheng)裝置(zhi)、中間檢(jian)測探頭板(ban)以及磁(ci)化(hua)器集于(yu)一(yi)體(ti)，組(zu)成一(yi)個(ge)完整的(de)檢(jian)測設備單(dan)元。氣動壓(ya)緊(jin)扶(fu)(fu)正(zheng)裝置(zhi)如圖7-21所示(shi)，主(zhu)要由(you)兩個(ge)單(dan)級臥式(shi)擺線針形(xing)電動機、上下(xia)壓(ya)緊(jin)輪、底部(bu)支撐氣囊和(he)頂(ding)部(bu)超薄(bo)傳(chuan)動氣缸組(zu)成。壓(ya)緊(jin)扶(fu)(fu)正(zheng)裝置(zhi)的(de)主(zhu)要功能是實(shi)現傳(chuan)動構件的(de)導向和(he)驅動，使其(qi)平穩通過檢(jian)測探頭板(ban)。
2．檢測探頭
在(zai)漏磁(ci)檢測(ce)中，被檢測(ce)的(de)(de)(de)量包括(kuo)磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)(du)和磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)(du)的(de)(de)(de)梯(ti)度(du)(du)，兩者存(cun)在(zai)根(gen)本區別。感(gan)應(ying)線(xian)圈和霍爾元件(jian)的(de)(de)(de)應(ying)用也存(cun)在(zai)根(gen)本的(de)(de)(de)不同(tong)(tong)：感(gan)應(ying)線(xian)圈感(gan)應(ying)的(de)(de)(de)是(shi)空間內磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)(du)的(de)(de)(de)梯(ti)度(du)(du)，也即變化(hua)程度(du)(du)，與磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)(du)及(ji)其空間分布(bu)有關；霍爾元件(jian)感(gan)應(ying)的(de)(de)(de)是(shi)空間內某點的(de)(de)(de)磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)(du)的(de)(de)(de)絕對值。為(wei)實現各類缺陷(xian)的(de)(de)(de)全覆蓋檢測(ce)，根(gen)據檢測(ce)桿體缺陷(xian)產生的(de)(de)(de)信號特性選(xuan)擇霍爾元件(jian)和感(gan)應(ying)線(xian)圈兩種(zhong)傳感(gan)器(qi)同(tong)(tong)時作為(wei)磁(ci)敏(min)感(gan)元件(jian)，如圖7-22所示。
根據(ju)霍(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)和感(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)的(de)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)特性(xing)，感(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)雙排交錯布(bu)(bu)(bu)置，相(xiang)鄰感(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)串聯(lian)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)，感(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)平放(fang)布(bu)(bu)(bu)置，可最大限度地拾(shi)(shi)取缺陷漏磁(ci)信號軸向分量；霍(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)單排立裝布(bu)(bu)(bu)置，有效拾(shi)(shi)取缺陷漏磁(ci)信號軸向分量，相(xiang)鄰霍(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)檢(jian)測(ce)信號并(bing)聯(lian)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)，磁(ci)敏感(gan)(gan)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)全(quan)覆(fu)蓋布(bu)(bu)(bu)置，如圖7-23所示。將(jiang)16個(ge)感(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)及8個(ge)霍(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)均布(bu)(bu)(bu)于整圓周范圍內，相(xiang)鄰感(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)的(de)中心距(ju)約(yue)為8mm，相(xiang)鄰感(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)串聯(lian)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)；相(xiang)鄰霍(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)中心相(xiang)距(ju)約(yue)為11mm，相(xiang)鄰霍(huo)(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)并(bing)聯(lian)后單通道輸(shu)(shu)出(chu)(chu)，檢(jian)測(ce)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)布(bu)(bu)(bu)置時需注意方位保持一致。
同時，在感應線圈中放置聚磁鐵心，感應線圈和聚磁鐵心的長、寬、高尺寸分別為：6mm×2mm×3mm和5mm×1.5mm×3mm。為給傳感器提供良好的工作環境，并延長使用壽命，將感應線圈和霍爾元件安裝在瓦狀探靴內部，并且在探靴工作表面噴涂耐磨陶瓷。檢測探靴的結構設計如圖7-24所示，單個瓦狀探靴的有效覆蓋角度為α，相鄰瓦狀探靴交錯β角度布置，從而實現抽油桿的全覆蓋檢測。
三、現(xian)場應用(yong)
抽(chou)油桿(gan)漏磁自(zi)(zi)動(dong)化檢(jian)測(ce)(ce)系統(tong)實物如圖7-25所(suo)示，該系統(tong)可檢(jian)測(ce)(ce)的(de)抽(chou)油桿(gan)規(gui)格(ge)范圍為φ19～Φ48mm。通過(guo)對磁化器、傳感器和(he)(he)檢(jian)測(ce)(ce)探靴的(de)設計(ji)，可對抽(chou)油桿(gan)桿(gan)體(ti)表面(mian)的(de)裂(lie)紋、點狀腐蝕等缺陷進行全面(mian)可靠(kao)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)。整個檢(jian)測(ce)(ce)過(guo)程可實現自(zi)(zi)動(dong)化，包括抽(chou)油桿(gan)上料、傳送、檢(jian)測(ce)(ce)、分(fen)級、標記和(he)(he)退(tui)磁等所(suo)有(you)檢(jian)測(ce)(ce)過(guo)程，具(ju)有(you)良好(hao)的(de)工程應用價值，為抽(chou)油桿(gan)的(de)修復提供了基礎(chu)。
