电涡流自动检测台的研制

电涡流自动检测台的研制

1抽油杆电涡流无损检测技术油挤出是原油勘探系统中的一个重要传输技术部件，在工作过程中起着不可避免的交变压力。如果存在初始周向裂纹缺陷,就很容易扩展,发生断杆事故,使油井停产,造成很大的经济损失。在抽油杆下井之前,对其进行无损检测,把有缺陷的抽油杆分检出来,减少断杆事故,对有杆泵采油系统十分必要。抽油杆标准长8m,直径16～25mm,不仅是细长杆,而且两端杆头粗(约为直径的两倍),实现自动检测和保证检测质量比较困难。针对这种特殊杆件的电涡流无损缺陷检测,研制了抽油杆电涡流自动检测台。提出了将两端夹住、拉直,对抽油杆施加39kN的拉力,使抽油杆固定不动,而探头相对抽油杆运动,并且探头检测装置能随抽油杆中心线的变化而随动的设计思想,保证了抽油杆缺陷检测精度。2设计参数(1)全部检测标准规定,抽油杆直径有16、19、22、25mm四种尺寸,全部可以检测;抽油杆标准长度8m,考虑制造误差和使用过程中修复的旧杆,检测台自动检测抽油杆长度范围为7.2～8.5m,对2～7.2m长的特殊短杆,可以手动控制检测。(2)速度0.0m按照电涡流检测要求,探头沿抽油杆做相对轴向运动,速度为0.15m/s。考虑装卸抽油杆等辅助工作时间,检测台进行自动检测时,每检测1根抽油杆需要时间为3.6min,年检测量约50×104m。(3)抽油杆检测装置设计抽油杆两端粗、中间细,检测探头只能检测中间杆体部分,检测盲区不能超过160mm。在检测过程中探头闭合,在装夹抽油杆过程中,探头必须张开。抽油杆是细长柔性杆,为保证检测质量,要求抽油杆固定在检测台上,在两端施加39kN的拉力,检测探头相对抽油杆做轴向直线运动。尽管施加一定的拉力,抽油杆仍可能有一定的下垂,按抽油杆中心偏移量左右不超过10mm,上下不超过30mm设计,要求检测探头装置能随抽油杆中心线的变化而随动。抽油杆电涡流自动检测台相对独立运行,在检测前必须有储杆装置,能储存一定数量的抽油杆。在检测过程中,对有伤抽油杆进行打标,检测完成后即可以配合生产线进行自动分检处理,也可以进行人工分检处理。3测试台设计抽油杆电涡流自动检测台简图见图1。3.1限制适用的旋转动力参数气动翻板机构从1#纵传线把纵向传送的抽油杆自动翻转到斜坡台上,其翻转动力采用气缸,由抽油杆到位行程开关控制气缸的动作。其主要零部件包括气缸、翻板、传动轴、联轴器、轴承及轴承座等。气缸要求气源压力为0.4～0.6MPa。3.2生产线检测台主要零部件储杆斜坡台的任务是传送并储存抽油杆。传送是靠抽油杆在自重作用下的自由滚动来实现的。储存的目的主要是缓冲生产线的运行,在检测台前后工段出现异常情况时,可以不用全线停车而进行处理。其主要零部件包括托杆导轨和压杆装置。设计储存容量为50根抽油杆。当抽油杆电涡流检测台独立工作时,清洗后的抽油杆从储杆斜坡台直接进入检测工段。3.3液压下杆机械手的检测装置液压上、下杆机械手在检测台两侧对称布置(见图2)。考虑加工、制造、安装等误差,液缸的工作位置和机械手的接杆、送杆位置都可以调节。液压上杆机械手从斜坡台上取1根抽油杆并把它按预定轨迹输送到检测台上。其动力由2个上杆立缸和1个上杆卧缸提供。液压下杆机械手从检测台上取下已经检测完的抽油杆并把它输送到2#纵传线上或其它接杆装置上。其动力是2个下杆立缸和1个下杆卧缸。液缸动力靠液压站提供,液缸工作速度可以无级调节。3.4抽油杆电涡流无损检测该机构完成抽油杆的自动定位夹紧,施加39kN的拉力,然后进行抽油杆电涡流无损检测。其主要零部件包括浮动夹头、检测台底座、探头检测装置和绳轮传动装置等。(1)抽油杆控制检测浮动夹头共有2套,布置在检测台导轨的两端,是该检测台的关键。每套都由1个可调整位置的固定尾座、2个主液缸、浮动车和抽油杆装夹装置等组成。抽油杆装夹装置安装在浮动车上(见图3)。当液压上杆机械手将抽油杆输送到检测位置后,主液缸即推动浮动车和抽油杆装夹装置等前进。抽油杆准确定位后,抽油杆装夹装置的液缸2伸出,通过推杆3、摆杆4和夹头8将抽油杆9夹紧。夹头液缸的动作既可由行程开关进行自动控制,也可进行手动控制。抽油杆装夹装置将抽油杆夹紧后,主液缸收回,当达到设定的压力7MPa时停止,这时抽油杆受到设计拉力39kN。张开拨叉7的作用是张开探头检测装置,以便上、下抽油杆。主液缸推动浮动车前进,可以适应不同的抽油杆长度,对抽油杆进行轴向定位。对7.2～8.5m长的抽油杆可以进行自动控制检测,对2～7m长的短杆,必须进行手动控制检测。对于不同直径的抽油杆,必须更换浮动夹头的夹头和电涡流检测探头。(2)抽油杆自动检测装置探头检测装置的作用有:①安装电涡流检测探头;②带动该探头以一定速度(0.15m/s)检测抽油杆;③在抽油杆中心变化时,探头能随抽油杆全方位浮动;④安装坏杆打标装置及其它附属装置。该装置与浮动夹头和液压上下杆机械手配合,可以完成抽油杆的自动上下及自动检测等工作(装置简图见图4)。探头的自动张合与浮动夹头的张合同步,探头沿抽油杆轴向检测运动靠电机通过减速器与绳轮传动装置带动钢丝绳拖动。坏杆打标装置由电涡流检测仪在检测到有缺陷的抽油杆时输出信号进行控制。(3)设计绳索轮的传动装置(4)测试台的底部设计(5)浮动夹头检测台的基础是其工作原理包括电机、行星摆线针轮减速器、滚筒、滑轮及钢丝绳等零部件,作用是为探头检测装置提供轴向运动的动力。电涡流检测要求探头检测装置运动速度为0.15m/s。包括导轨、床身等,它是检测台的基础。床身通过地脚螺栓与地基基础相连。导轨非常关键,不但电机、滚筒、滑轮等装置安装在上面,更主要的是浮动夹头和探头检测装置均在该导轨上运行,其质量的好坏,直接关系到电涡流检测精度。液压站是所有液缸的动力源,包括一大一小2个