专利名称：便携式钻杆漏磁无损探伤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无损探伤装置，特别是一种便携式钻杆无盲区无损探伤装置。
背景技术：
石油开采中钻井使用的钻杆一般在管子站集中存放，存放面积大，数量多；也有的在钻井井场堆放，随着钻井深度逐渐加深，井口堆放的钻杆越来越多。为了提高下井钻杆使用的可靠性，降低钻井工程成本，提高经济效益，对它们及时探伤是十分必要的。因而需要一种便携式探伤设备，以实现现场对其及时快速探伤。
目前钻杆的探伤方法主要使用漏磁探伤方法辅以超声检测方法(见巨西民《石油钻柱无损探伤检测技术现状和展望》、无损探伤、1995 3 P17-20)。杆体与加厚过渡区分别进行检测，杆体的检测以漏磁检测设备为主，加厚过渡区的检测以超声检测法为主。国内外现有探伤方法，采用钻杆穿过检测探头实现杆体扫描(见丁劲锋、康宜华、巴鲁军、张云龙《钻杆检测设备的国产化改造》钢管，2004 33(1)，P35-37)，一般安装在检测中心或管子站。探伤设备一般以重型、结构复杂、功能齐全、相对固定、占地面积大为特征(见胡远彪、桂暖银《漏磁无损检测在科学钻探钻柱损伤监测中的应用前景》探矿工程、2000 5 P64-66)。此类检测设备检测速度快，但检测设备体积、重量大，结构复杂，价格昂贵，需要配备专门的输送检测线与探伤车间。
国外已有一种检测探头(见www.oem-asia.com/products frames CLV.html)实现在钻杆上移动的便携式探伤装置，由于钻杆两端接箍直经远大于杆体及加厚过渡区直径，所以这种探伤装置采用了铰链开合式漏磁检测探头和穿过式磁化线圈相组合结构，检测探头和磁化线圈相互独立。钻杆抬升装置采用气动机构。探伤时，先由人工将检测探头抱合于钻杆杆体上，再从钻杆端部套进磁化线圈并固定于探头上，然后两端的气动抬升装置将钻杆举升到一定高度，探头上的行驶工作台轮带动整个检测组合结构一起跨过钻杆支撑架沿着被测钻杆轴向运动，实现杆体的扫描探伤。该检测探头及磁化线圈全由人力手动套进被测钻杆或者从已测钻杆上取下来，探伤效率低，工人劳动强度大；驱动部分与磁场探测部分的轴向尺寸大，检测时未能扫描到被测钻杆的端部，检测盲区大。
发明内容
本实用新型的任务是提供一种便携式钻杆漏磁无损探伤装置，该装置可用于钻杆的及时快速无盲区探伤。
本实用新型提供的一种便携式钻杆漏磁无损探伤装置，包括探头仪、第一、第二工作台、探头仪拖牵装置和计算机信号处理系统。第一、第二工作台包括抬升钻杆装置、行走机构和探头仪支座，且位于被测钻杆的支撑架的两外测，抬升钻杆装置用于抬升被测钻杆，行走机构用于带动工作台在地面导轨上移动。探头仪拖牵装置用于牵引探头仪在第一、第二工作台之间的被测钻杆上行走。探头仪包括磁化器、探头靴组件和驱动部分；磁化器由二组穿过式线圈构成，悬挂固定在框体的两侧板上，两侧板上开有能穿过被测钻杆的通孔；驱动部分由固定在框体的两侧板上的驱动支撑滚轮构成，驱动支撑滚轮悬挂在框体的两侧板上，探头靴组件位于二组穿过式线圈中间，通过连接板固定在框体的上、下底板上，探头靴组件由位于二个探头芯基座上的若干个探头芯构成，各探头芯呈交错分布形成圆周，探头芯基座活动连接在二个滑轨上，二个滑轨通过连接板连接在一起；计算机信号处理系统用于处理由探头仪传送的探测信号。
本实用新型的特点是将探头仪的磁化器、探头靴组件和驱动部分拼装为一整体，对钻杆杆体及加厚过渡区均能探伤；第一、第二工作台完成探头仪套进被测钻杆及从已测钻杆上取下的动作，不需要人工搬动；第一、第二工作台抬升钻杆装置采用直线电机电动驱动；第一、第二工作台行走机构采用电机驱动齿轮与齿条啮合发生移动；探头仪在被测钻杆上的移动由探头仪拖牵装置拖牵实现。本实用新型体积小、重量轻、使用方便、工作平稳，能够对钻杆进行及时快速无盲区探伤。
图1为探伤装置总体构成示意图；图2为探头仪总体结构示意图；图3为探头仪上探头靴组件示意图；图4为探头仪上探头芯布置展开示意图；图5为工作台正视示意图；图6为探头仪拖牵装置示意图；图7为探伤装置探伤示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，整个便携式钻杆漏磁探伤装置主要由探头仪1、第一工作台2、第二工作台2’、探头仪拖牵装置3和计算机信号处理系统4组成。第一工作台2、第二工作台2’分别配备有地面导轨5、5′。探伤时，第一工作台2、第二工作台2’放置在被测钻杆6的支撑架7、7′的两外测。
探头仪的结构如图2a、2b所示，包括磁化器、探头靴组件和驱动部分三部分组成。磁化器由2组穿过式线圈8、8′构成，安装在框体9的两侧板上。框体9的两侧板都开有能穿过被测钻杆的通孔，以便被测钻杆6能够穿过线圈8、8′。驱动部分由四个驱动支撑滚轮10a、10b、10c、10d构成，成90-120度悬挂安装在框体9的两侧板上。为减小探头仪的轴向距离，支撑滚轮10a、10b、10c、10d位于穿过式线圈8、8′内，与穿过式线圈8、8′在同一截面上。
探头靴组件11位于框体9内两穿过式磁化线圈8、8′的中间，并通过连接板17、17′固定在框体9的上、下底板上，这样，探头靴组件与磁化器和驱动部分连接成一整体，构成检测探头仪1。
2组穿过式线圈8、8′通过4个薄压板12a、12b、12c、12d悬挂固定在框体9的两侧板上，线圈8、8′单侧悬挂固定，两者内侧中间没有其它固定支撑板，使得沿被测钻杆轴向的跨距小，可以让探头仪1移动到被测钻杆9的端头加厚过渡极限位，使检测盲区13达到最小。
探头靴组件能够张开合拢，其结构如图3和图4a所示，8个探头芯14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g、14h成圆周分布连接在2个独立的探头芯基座15、15′上，并且8个探头芯呈交错式布置，使探头仪无周向检测盲区。两个基座15、15′安装在滑轨16、16′内，滑轨16、16′通过连接板17、17′连接在一起。基座15、15′可在滑轨16、16′自由滑动，实现探头张开合拢，构成2瓣式探头靴组件。这种结构可以避开被测钻杆端部大接箍，同时能够对直径较端部接箍小的杆体及加厚过渡区进行贴紧检测。通过电动或卷轴加卷绳手动等多种方式实现基座15、15′在滑轨16、16′内的自由滑动。
下面以探头芯14a为例说明探头芯与基座之间的一种连接方式，如图4b所示，探头芯14a通过第一、第二连接块18a、19a“之”字型连接于探头芯基座15上，第一连接块18a与基座15之间撑有浮动弹簧20a。该“之”字型连接结构具有对钻杆不同直径检测的适应性，能同时检测钻杆杆体及加厚过渡区。
第一、第二工作台结构相同，位于钻杆支撑架7、7′的两侧，工作台包括抬升钻杆装置、行走机构和探头仪支座三部分。下面以第一工作台为例说明其一种具体实施方式
。如图5所示，抬升钻杆装置由钻杆搁置块21、牵引动力源23、过卷绳24及导向轮25组成。钻杆搁置块21位于支架22内，它与牵引动力源23之间通过卷绳24串行连接。为结构紧凑，支架22的顶板上设置导向轮25，牵引动力源23位于支架22侧板内，并与钻杆搁置块21并行放置。工作台台面上设置有探头仪支座26，用于放置探头仪1，可以通过调节高度调节螺母27来调整其高度，以适应现场钻杆的不同放置高度。行走机构由第一电动机28、齿轮29和齿条30组成。第一电动机28安装工作台台面上，第一电动机28通过齿轮29与地面导轨5上的齿条30作啮合运动，驱动工作台在地面导轨5上移动，使位于探头仪支座26上的探头仪到达并套进被测钻杆6，并在探测完成后，将探头仪从已测钻杆6上取出。
牵引动力源23可采用直线电机等方式实现。
如图6所示，探头仪拖牵装置的结构为拉绳31的一端与探头仪1相连，另一端与牵引钢丝绳32相连，第二电动机33通过牵引钢丝绳32并绕过反向定滑轮34与探头仪1相连，以拖动探头仪1在钻杆6上的移动。
探头仪的探测信号传送给计算机信号处理系统4，由计算机信号处理系统4对数据进行分析处理。
上述装置的探伤方法为如图7所示，第一工作台2、第二工作台2′分别在地面导轨5、5′上由远离被测钻杆6的端部位自动移动到钻杆6两端端部到达钻杆搁置块21上的位置，将搁置其上的探头仪1以探头靴张开状态通过被测钻杆6的端部大接箍区域套送到钻杆6的杆体上，然后两边的第一、二工作台2、3上的钻杆搁置块21在动力源23的作用下举升，将钻杆6举升到最高位置并保持这一高度能够让探头仪1通过钻杆6时不受钻杆支撑架7的阻挡，这时探头仪1探头靴组件上探头靴合拢，紧贴被测钻杆6，然后探头仪拖牵装置3拖牵探头仪在钻杆6上移动，检测信号由计算机信号处理系统4进行分析处理并显示打印探伤结果，探头仪1到达钻杆6的另一端加厚过渡区极限位后，第一工作台2、第二工作台2′的抬升装置落下，让钻杆6落到钻杆支撑架7上，探头仪1落到移动探头仪支座26上，然后第一工作台2、第二工作台2′后退，直到探头仪1随之从钻杆6上移开，已测钻杆6滚到支架上已检测区，完成一根钻杆的检测。
在对钻杆6探伤时，探头仪1套进被测钻杆6及从被测钻杆6上取下的动作都是由工作台电动来完成的，不需要人工搬动，减少了劳动强度。
在对钻杆6探伤时，探头仪1能够到达钻杆端部的极限位，使得检测盲区减少。
在对钻杆6探伤时，工作台采用电动源驱动，动作平稳，同步性、及时性好，无噪声污染。
上面列举了一个带8个探头芯的探伤装置，本实用新型的内容并不局限于此，本领域技术人员可根据所公开的内容采用多种方式实现本实用新型。
权利要求1.一种便携式钻杆漏磁无损探伤装置，其特征在于该装置包括探头仪(1)、第一、第二工作台(2、2’)、探头仪拖牵装置(3)和计算机信号处理系统(4)；第一、第二工作台(2、2’)包括抬升钻杆装置、行走机构和探头仪支座，且位于被测钻杆(6)的支撑架(7、7′)的两外测，抬升钻杆装置用于抬升被测钻杆(6)，行走机构用于带动工作台在地面导轨(5、5′)上移动；探头仪拖牵装置(3)用于牵引探头仪(1)在第一、第二工作台(2、2’)之间的被测钻杆(6)上行走；探头仪(1)包括磁化器、探头靴组件和驱动部分；磁化器由二组穿过式线圈(8、8′)构成，悬挂固定在框体(9)的两侧板上，两侧板上开有能通过被测钻杆的通孔；驱动部分由固定在框体(9)的两侧板上的驱动支撑滚轮构成，驱动支撑滚轮悬挂固定在框体(9)的两侧板上；探头靴组件(11)位于两组穿过式线圈(8、8′)中间，通过连接板(17、17′)固定在框体(9)的上、下底板上，探头靴组件(11)由位于二个探头芯基座(15、15′)上的若干个探头芯构成，各探头芯呈交错分布构成圆周，探头芯基座(15、15′)活动连接在滑轨(16、16′)上，滑轨(16、16′)通过连接板(17、17′)连接在一起；计算机信号处理系统(4)用于处理由探头仪(1)传送的探测信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于探头芯通过第一、第二连接块“之”字型连接于探头芯基座上，第一连接块与基座之间撑有浮动弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于第一、第二工作台结构相同，其结构为钻杆搁置块(21)与牵引动力源(23)之间通过卷绳(24)串行连接，并行放置在支架(22)内，探头仪支座(26)位于工作台台面上；第一电动机(28)用于通过齿轮(29)与地面导轨(5)上的齿条(30)作啮合运动，驱动工作台在地面导轨(5)上移动。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述探头仪拖牵装置的结构为拉绳(31)的一端与探头仪(1)相连，另一端与牵引钢丝绳(32)相连，第二电动机(33)通过牵引钢丝绳(32)并绕过反向定滑轮(34)与探头仪(1)相连。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述探头仪拖牵装置的结构为拉绳(31)的一端与探头仪(1)相连，另一端与牵引钢丝绳(32)相连，第二电动机(33)通过牵引钢丝绳(32)并绕过反向定滑轮(34)与探头仪(1)相连。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述驱动支撑滚轮位于穿过式线圈(8、8′)内且与其在同一截面上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述抬升钻杆装置由钻杆搁置块(21)、牵引动力源(23)、过卷绳(24)和导向轮(25)组成；钻杆搁置块(21)位于支架(22)内，它与牵引动力源(23)之间通过卷绳(24)串行连接；支架(22)的顶板上设置导向轮(25)，牵引动力源(23)位于支架(22)侧板内，并与钻杆搁置块(21)并行放置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述行走机构由第一电动机(28)、齿轮(29)和齿条(30)组成；第一电动机(28)位于工作台台面上，第一电动机(28)通过齿轮(29)与地面导轨上的齿条(30)作啮合运动，驱动工作台在地面导轨上移动。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式钻杆漏磁无损探伤装置，包括探头仪、二个工作台、探头仪拖牵装置和计算机信号处理系统。工作台包括抬升钻杆装置、行走机构和探头仪支座。探头仪拖牵装置用于牵引探头仪在工作台之间的被测钻杆上行走；探头仪上磁化器由二组穿过式线圈构成，悬挂固定在框体的两侧板上；驱动部分由固定在两侧板上的驱动支撑滚轮构成，驱动支撑滚轮悬挂在框体的两侧板上；探头靴组件固定在框体底板上，它由成圆周分布于二个探头芯基座上的探头芯构成，各探头芯呈交错布置，基座活动连接在二个滑轨上；计算机信号处理系统用于处理探头仪传送的探测信号。该装置体积小、重量轻、使用方便、工作平稳，能对钻杆进行及时快速无盲区探伤。
文档编号G01N27/82GK2849718SQ200520096779
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月16日 优先权日2005年6月16日
发明者孙燕华, 康宜华, 李久政 申请人:华中科技大学