专利名称：超声波测厚探伤仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声波测厚探伤仪，主要用于油田钻井管材探伤，属于石油
管材测量与探伤工具。
背景技术：
在油田钻井过程中，需要使用大量的钻具，主要包括钻铤和钻杆。由于钻具的工作 条件恶劣和长时间连续使用，使得钻具受到损伤。常有一些带有严重缺陷的钻具继续下入 井内工作，导致钻具折断和高压剌漏事故。因此，钻具入井前需要进行严格检测、探伤，防止 带有严重缺陷的钻具下入井内。钻具检测、探伤是保障钻井安全的重要工作。 目前，国内外对钻具的探伤主要依靠超声波探伤、漏磁探伤和磁粉探伤三种方式。 漏磁探伤多用于探钻具本体部分检测；磁粉探伤多用在探测钻具丝扣部分检测。超声波用 于探测钻具端区检测，钻具端区即钻具本体与接头焊接部分，钻具两端各1米范围为端区。 钻具端区是钻具强度薄弱部分，施工中常出折断和剌漏事故。现有的超声波探伤仪只能检 测钻具裂纹等缺陷，对钻具内壁的腐蚀情况不能检测，即不能检测钻具的实际壁厚。折断和 剌漏不仅是裂纹造成的，钻具的壁厚腐蚀变薄到一定程度后也能造成折断和剌漏。施工中 因壁厚不能达到钻具扭矩要求，造成钻具断裂事故也时有发生。而现有的超声波探伤仪不 能适应钻具探测裂纹的同时检测钻具壁厚的要求。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种超声波测厚探伤仪，能够在检测钻具裂纹缺陷的 同时检测钻具壁厚，正确反映出钻具裂纹和钻具壁厚两项重要的技术参数。 本实用新型采用如下技术方案即一种超声波测厚探伤仪，包括固定块1、超声波 检测探头2、4、信号调理器、A/D与I/0接口、计算机、显示器和打印机组成；超声波检测探头 2、4连接信号调理器，信号调理器通过A/D与I/O接口与计算机连接，计算机连接显示器和 打印机，其特征在于在固定块1的探测底面7上有两个超声波检测探头的固定孔，垂直固 定孔的中心线垂直探测底面7，倾斜固定孔的中心线与探测底面7之间有倾斜角度。 倾斜固定孔与探测底面7之间的夹角在20。至89°之间，最佳的夹角在30。至 60°之间。 在固定孔内分别固定有超声波检测探头2、4。在固定块1的中部开有平行于探测 底面7的孔，孔内固定有信号线输出轴6。信号线输出轴6上有中心孔。信号线输出轴6的 中心孔与固定块1上的固定孔之间有连通孔。通过连通孔和信号线输出轴6的中心孔能将 超声波检测探头2、4的信号线3、5连接到信号调理器。 上述的固定块1的形状为长方体，固定块1由非金属材制成，如尼龙66、电木或透 明的硬质塑料等。 由于本实用新型超声波测厚探伤仪采用复合式超声波检测探头， 一只超声波检测 探头垂直探测底面7，一只与探测底面7之间有倾斜夹角，两只超声波检测探头同时工作，能够同时测量被检测钻具的厚度和缺陷。垂直固定块1探测底面7的探头用来测量钻具的 壁厚，倾斜的探头测量钻具的裂纹，两个超声波检测探头探测到信号经信号调理器处理后 调整成标准信号，再经A/D转换器送计算机进行处理。处理的结果送显示器进行显示。在显 示器上同时显示厚度值、厚度曲线和缺陷曲线。测量结果自动存盘，并且能回放两条曲线。 测量钻具厚度探头和测量钻具缺陷探头固定在一起，分别放置在钻具两端，采用水浸式耦 合方法检测。四个通道同时工作，当检测信号达到设定的报警值时，能及时输出报警信号， 能灵活设置报警值。 本实用新型的有益效果是能够同时测量被检钻具厚度和裂纹，能正确反映出钻具 裂纹和钻具壁厚两项技术指标。克服了原有探测仪只能检测钻具裂纹，不能同时检测钻具 壁厚的不足。
图1是本实用新型超声波测厚探伤仪纵剖面结构示意图； 图2是为图1横剖面示意图； 图中，固定块1、超声波检测探头2、信号线3、超声波检测探头4、信号线5、信号线 输出轴6、探测底面7。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的结构给予进一步说明，图1中超声波测厚 探伤仪，超声波检测探头2、4采用屏蔽信号线3、5连接信号调理器，信号调理器通过A/D与 I/O接口与计算机连接，计算机连接显示器和打印机。 固定块l为长方体，长、宽、高分别为55毫米、50毫米、60毫米。采用尼龙66材料 制成。 在固定块1的探测底面7上有两个超声波检测探头的固定孔。固定孔的直径与超 声波检测探头2、4的外径相同。垂直固定孔的中心线垂直探测底面7，倾斜固定孔的中心线 与探测底面7之间有60。倾斜角。在固定孔内分别固定有超声波检测探头2、4。超声波检 测探头2、4采用5P14的超声波检测探头。 在固定块1的中部，并在超声波检测探头2、4的上部，有平行于探测底面7的孔， 孔的直径14毫米，孔内固定有信号线输出轴6。信号线输出轴6的外径14毫米。信号线输 出轴6上有8毫米的中心孔。信号线输出轴6的中心孔与固定块1上的固定孔之间有连通 孔。通过连通孔和信号线输出轴6的中心孔能将超声波检测探头2、4的信号线3、5连接到 信号调理器。屏蔽信号线3、5把检测信号送信号调理器。信号调理器由信号发生器产生声 波，并由信号放大器对收到的反回波信号进行放大。A/D与I/0接口电路由模拟信号转換成 数字信号，计算机部分采用PC104工控机系统或由单片机系统。显示器选用液晶显示器。
权利要求一种超声波测厚探伤仪，由固定块(1)、超声波检测探头(2、4)、信号调理器、A/D与I/O接口、计算机、显示器和打印机构成，其中超声波检测探头(2、4)连接信号调理器，信号调理器通过A/D与I/O接口与计算机连接，计算机连接显示器和打印机，其特征在于在固定块(1)的探测底面(7)上有两个超声波检测探头的固定孔，垂直固定孔的中心线垂直探测底面(7)，倾斜固定孔的中心线与探测底面(7)之间有倾斜角度，倾斜固定孔与探测底面(7)之间的夹角在20°至89°之间，在固定孔内分别固定有超声波检测探头(2、4)，在固定块(1)的中部有平行于探测底面(7)的孔，孔内固定有信号线输出轴(6)，信号线输出轴(6)上有中心孔，信号线输出轴(6)的中心孔与固定块(1)上的固定孔之间有连通孔，通过连通孔和信号线输出轴(6)的中心孔将超声波检测探头(2、4)的信号线(3、5)连接到信号调理器。
2. 根据权利要求l所述的超声波测厚探伤仪，其特征在于倾斜固定孔与探测底面(7) 之间的夹角在30。至60°之间。
3. 根据权利要求1或2所述的超声波测厚探伤仪，其特征在于所述的固定块(1)的形 状为长方体。
4. 根据权利要求1或2所述的超声波测厚探伤仪，其特征在于所述的信号线(3、5)采 用屏蔽信号线。
专利摘要本实用新型涉及一种超声波测厚探伤仪，应用于油田钻井管材探伤。结构特征在于在固定块的探测底面上有两个超声波检测探头的固定孔，垂直固定孔的中心线垂直探测底面，倾斜固定孔的中心线与探测底面之间有倾斜角度；倾斜固定孔与探测底面之间的夹角在20°至89°之间。在固定孔内分别固定有超声波检测探头。在固定块的中部有平行于探测底面有信号线输出轴。信号线输出轴的中心孔与固定块上的固定孔之间有连通孔。通过连通孔和信号线输出轴的中心孔能将超声波检测探头的信号线连接到信号调理器。该仪器能对钻具进行检测，提高了检测质量和检测速度，减少、杜绝井下事故。
文档编号G01N29/04GK201440068SQ20092011024
公开日2010年4月21日 申请日期2009年7月20日 优先权日2009年7月20日
发明者杜平, 檀惊涛, 王中伏, 王趁强, 聂长久, 马德才 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司