專利名稱：一種套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測方法和裝置，特別是基于漏磁檢測的套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，根據(jù)套銑筒作業(yè)方法(SY/T 5247-1997)及套銑筒(STO487-92)，套銑筒在套銑前應(yīng)該作嚴格的探傷、檢查。因此，需要定期對套銑筒嚙合螺紋的缺陷進行檢測。對于套銑筒嚙合螺紋的失效，多年以來一直沒有相應(yīng)的現(xiàn)場快速無損檢測技術(shù)。在國外有采用光學(xué)原理方法來對螺紋進行檢測(threadinspection apparatus and method, patent number :3，250，383)，但其檢測方法與裝置畢竟檢測的可靠性存在問題； 在主要的電磁檢測中，出現(xiàn)有采用常規(guī)漏磁檢測方法與裝置實現(xiàn)螺紋缺陷檢測的有相關(guān)論文禾Π專列(apparatus for detecting substantially longitudianal flaws in the endarea of a tubular member using magnetic excitation and a scanningsensor, patent number :4, 739, 273 ；pipe thread inspection apparatusuti1izing a threaded sensor for engaging the threads of the pipe，patentnumber :3，327，205)，但檢 貝|J方法都比較傳統(tǒng)，檢測裝置復(fù)雜，檢測速度慢，更重要的是只能檢測脫扣螺紋，對于套銑筒對扣螺紋的檢測則無能為力；在國內(nèi)對螺紋檢測研究較多并生產(chǎn)出鉆桿螺紋檢測設(shè)備的主要有華中禾斗技大學(xué) 幾械學(xué)院(Tubing thread inspection by magnetic fluxleakage,NDT&E international)，對于嚙合螺紋的檢測，中國石油管材研究所聯(lián)合相關(guān)科研院所也正在研究開發(fā)之中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測方法和裝置，該方法和裝置能夠?qū)Π▏Ш?亦即對扣)狀態(tài)下的螺紋在內(nèi)的套銑筒嚙合螺紋缺陷進行檢測，具有更高的檢測效率。本發(fā)明所述的套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置由數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、套管、外螺紋接頭檢測單元、內(nèi)螺紋接頭檢測單元、檢測輔助小車、輥輪構(gòu)成；外螺紋接頭檢測單元和內(nèi)螺紋接頭檢測單元分別位于檢測輔助小車上；數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)分別與外螺紋接頭檢測單元和內(nèi)螺紋接頭檢測單元連接；套管位于輥輪上，兩端分別連接外螺紋接頭、內(nèi)螺紋接頭；外螺紋接頭、內(nèi)螺紋接頭分別位于外螺紋接頭檢測單元、內(nèi)螺紋接頭檢測單元內(nèi)。外螺紋接頭檢測單元、內(nèi)螺紋接頭檢測單元分別由磁化線圈、滑軌、滑塊、連接塊、 檢測探靴組成；外檢測探靴布置于磁化線圈內(nèi)腔，通過連接塊與滑塊安裝在滑軌上，滑軌固定在靠近磁化線圈處；內(nèi)檢測探靴通過連接塊固定連接在滑塊上，滑塊安裝在滑軌上，滑軌位于磁化線圈的中心，一端固定在安裝板上，安裝板垂直固定在檢測輔助小車上。檢測輔助小車由軌道、垂直升降部件、連接板、推車構(gòu)成；垂直升降部件固定連接在推車上，連接板安裝在垂直升降部件上。
外檢測探靴為凹弧形探靴，內(nèi)檢測探靴為凸弧形探靴，中間封裝著磁敏元件，凹弧形探靴沿周向交錯布置，環(huán)抱待測套管及接頭外壁，兩兩檢測探靴間部分重合，形成環(huán)形外檢測探靴組件，凸弧形探靴沿周向交錯布置，兩兩間部分重合，環(huán)繞待測套管及接頭內(nèi)壁， 形成環(huán)形內(nèi)檢測探靴組件。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)由濾波器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、計算機串聯(lián)組成，濾波器與外檢測探靴組件、內(nèi)檢測探靴組件相連。進行檢測時，將待測由外螺紋接頭、套管、內(nèi)螺紋接頭組成的套銑筒置于輥輪上， 使外檢測探靴組件、內(nèi)檢測探靴組件沿周向布滿套管及其外螺紋、內(nèi)螺紋接頭檢測區(qū)，用磁化線圈對套銑筒進行軸向磁化，外檢測探靴組件、內(nèi)檢測探靴組件于管壁沿軸向掃描，拾取到的螺紋缺陷漏磁場的模擬信號先經(jīng)過濾波器濾波，然后經(jīng)過放大器放大，最后經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的檢測信號傳送到計算機中。本發(fā)明提供的套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測方法，其特征在于它包括套銑筒外螺紋接頭外粗牙螺紋、套管外細牙螺紋檢測單元，外螺紋接頭內(nèi)細牙螺紋檢測單元，內(nèi)螺紋接頭內(nèi)粗牙螺紋、細牙螺紋檢測單元，套管外細牙螺紋檢測單元和信號采集與處理器。套銑筒外螺紋接頭外粗牙螺紋、套管外細牙螺紋檢測單元和外螺紋接頭內(nèi)細牙螺紋檢測單元位于帶外螺紋接頭的套管一端，內(nèi)螺紋接頭內(nèi)粗牙螺紋、細牙螺紋檢測單元和套管外細牙螺紋檢測單元位于帶內(nèi)螺紋接頭的套管一端。四檢測單元中心與擺放在支架上的套管中心位于同一高度。信號采集與處理器分別與上述四個檢測單元相連，分別拾取到螺紋牙底橫向傷的漏磁場的模擬信號，再經(jīng)濾波放大和A/D轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字量的檢測信號。本發(fā)明提供的套銑筒嚙合螺紋檢測方法的特點是采用磁化線圈對套銑筒嚙合螺紋段進行軸向超強磁化，激發(fā)出螺紋(特別是對扣螺紋)上缺陷泄漏場，然后采用磁敏探頭拾取該泄漏場。采用外檢測單元對外螺紋接頭內(nèi)細牙螺紋進行檢測，內(nèi)檢測單元對外螺紋接頭外粗牙螺紋進行檢測及與外螺紋接頭相連的套管內(nèi)細牙螺紋進行檢測；采用外檢測單元對內(nèi)螺紋接頭內(nèi)粗牙、細牙螺紋進行檢測，內(nèi)檢測單元對與之相連的套管外細牙螺紋進行檢測。檢測探頭布滿螺紋檢測區(qū)，拾取管及接頭螺紋處缺陷泄露磁場并以電壓的形式輸出，通過電壓突變的有無確定傷的存在與否?？傊?，本發(fā)明實現(xiàn)了對包括嚙合(亦即對扣) 狀態(tài)下的螺紋在內(nèi)的套銑筒嚙合螺紋缺陷進行檢測，具有更高的檢測效率。


圖Ia套管及外螺紋接頭螺紋缺陷檢測原理示意圖；圖Ib套管及內(nèi)螺紋接頭螺紋檢測原理示意圖；圖加套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置外檢測探頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖2c套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置內(nèi)檢測探頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖2d套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置檢測輔助小車示意圖；圖3a套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置檢測探頭示意圖；圖北套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置外檢測探頭單元示意圖；圖3c套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置內(nèi)檢測探頭單元示意圖；圖3d套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置內(nèi)外檢測探頭單元數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)示意圖；圖3e凹弧形探靴示意圖；圖3f凸弧形探靴示意圖；其中1磁化線圈，2磁敏元件，3套管，4導(dǎo)磁端頭，5外螺紋接頭，6內(nèi)螺紋接頭，7 外螺紋接頭檢測單元，8內(nèi)螺紋接頭檢測單元，9檢測輔助小車，10輥輪，11數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，12滑軌，13滑塊，14連接塊，15外檢測探靴，16套管及接頭，17安裝板，18連接板，19 垂直升降組件，20軌道，21推車，22外檢測探靴組件，23凹弧形探靴，24內(nèi)檢測探靴組件，25 凸弧形探靴，26濾波器，27放大器，28A/D轉(zhuǎn)換器，29計算機，30內(nèi)檢測探靴。
具體實施例方式本發(fā)明所述的套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置由數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)11、套管3、 外螺紋接頭檢測單元7、內(nèi)螺紋接頭檢測單元8、檢測輔助小車9、輥輪10構(gòu)成；外螺紋接頭檢測單元7和內(nèi)螺紋接頭檢測單元8分別位于檢測輔助小車9上；數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)11 分別與外螺紋接頭檢測單元7和內(nèi)螺紋接頭檢測單元8連接；套管3位于輥輪10上，兩端分別連接外螺紋接頭5、內(nèi)螺紋接頭6 ；外螺紋接頭5、內(nèi)螺紋接頭6分別位于外螺紋接頭檢測單元7、內(nèi)螺紋接頭檢測單元8內(nèi)(圖2a)。外螺紋接頭檢測單元7、內(nèi)螺紋接頭檢測單元8分別由磁化線圈1、滑軌12、滑塊 13、連接塊14、檢測探靴組成；外檢測探靴15布置于磁化線圈1內(nèi)腔，通過連接塊14與滑塊13安裝在滑軌12上，滑軌12固定在靠近磁化線圈1處；內(nèi)檢測探靴30通過連接塊14 固定連接在滑塊13上，滑塊13安裝在滑軌12上，滑軌12位于磁化線圈1的中心，一端固定在安裝板17上，安裝板17垂直固定在檢測輔助小車9上(圖2b、2c)。檢測輔助小車9由軌道20、垂直升降部件19、連接板18、推車21構(gòu)成；垂直升降部件19固定連接在推車21上，連接板18安裝在垂直升降部件19上(圖2d)。外檢測探靴15為凹弧形探靴23，內(nèi)檢測探靴30為凸弧形探靴25，中間封裝著磁敏元件2，凹弧形探靴23沿周向交錯布置，環(huán)抱待測套管及接頭16外壁，兩兩檢測探靴間部分重合，形成環(huán)形外檢測探靴組件22，凸弧形探靴25沿周向交錯布置，兩兩間部分重合，環(huán)繞待測套管及接頭16內(nèi)壁，形成環(huán)形內(nèi)檢測探靴組件240。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)11由濾波器26、放大器27、A/D轉(zhuǎn)換器28、計算機29串聯(lián)組成，濾波器26與外檢測探靴組件22、內(nèi)檢測探靴組件24相連。進行檢測時，將待測套銑筒(由外螺紋接頭5、套管3、內(nèi)螺紋接頭6組成)置于輥輪10上，檢測輔助小車9沿軌道20從兩端接近套銑筒，到檢測工位時停止，磁化線圈1對套銑筒進行軸向磁化，外檢測探靴組件22、內(nèi)檢測探靴組件24沿軸向掃查，拾取到的螺紋缺陷漏磁場的模擬信號先經(jīng)過濾波器26濾波，然后經(jīng)過放大器27放大，最后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器28轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的檢測信號傳送到計算機29中。如圖la，采用磁化線圈1對套管3及其外螺紋接頭5進行軸向磁化，因接頭處于端部，為了獲得更好的磁化效果，在接頭端面增加一延長導(dǎo)磁端頭4，用磁敏元件2于管壁沿軸向掃查，以拾取螺紋缺陷泄露磁場。其中，磁敏元件2用于拾取外螺紋接頭5與套管3相連接的內(nèi)細牙螺紋缺陷泄露磁場，套管3端部的外細牙螺紋，外螺紋接頭5的端部外粗牙螺紋缺陷泄露磁場。如圖lb，采用磁化線圈1對套管3及其內(nèi)螺紋接頭6進行軸向磁化，為了獲得更好的磁化效果，在接頭端面增加一延長導(dǎo)磁端頭4，用磁敏元件2于管壁沿軸向掃查，以拾取螺紋缺陷泄露磁場。其中，磁敏元件2用于拾取內(nèi)螺紋接頭6與套管3相連接的內(nèi)細牙螺紋缺陷泄露磁場，套管2端部的外細牙螺紋缺陷泄露磁場，內(nèi)螺紋接頭6的端部內(nèi)粗牙螺紋缺陷泄露磁場。用檢測探靴組件沿周向布滿套管及其外螺紋、內(nèi)螺紋接頭檢測區(qū)，當(dāng)磁化線圈對套銑筒進行磁化，檢測探靴于管壁沿軸向掃描時，就可完成對螺紋缺陷的檢測。
權(quán)利要求
1.一種套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測方法，其特征在于將待測由外螺紋接頭、套管、內(nèi)螺紋接頭組成的套銑筒置于輥輪上，使外檢測探靴組件、內(nèi)檢測探靴組件沿周向布滿套管及其外螺紋、內(nèi)螺紋接頭檢測區(qū)，用磁化線圈對套銑筒進行軸向磁化，外檢測探靴組件、內(nèi)檢測探靴組件于管壁沿軸向掃描，拾取到的螺紋缺陷漏磁場的模擬信號先經(jīng)過濾波器濾波， 然后經(jīng)過放大器放大，最后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的檢測信號傳送到計算機中。
2.—種權(quán)利要求1所述的套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測裝置，其特征在于由數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、套管、外螺紋接頭檢測單元、內(nèi)螺紋接頭檢測單元、檢測輔助小車、輥輪構(gòu)成；夕卜螺紋接頭檢測單元和內(nèi)螺紋接頭檢測單元分別位于檢測輔助小車上；數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)分別與外螺紋接頭檢測單元和內(nèi)螺紋接頭檢測單元連接；套管位于輥輪上，兩端分別連接外螺紋接頭、內(nèi)螺紋接頭；外螺紋接頭、內(nèi)螺紋接頭分別位于外螺紋接頭檢測單元、內(nèi)螺紋接頭檢測單元內(nèi)。外螺紋接頭檢測單元、內(nèi)螺紋接頭檢測單元分別由磁化線圈、滑軌、滑塊、連接塊、檢測探靴組成；外檢測探靴布置于磁化線圈內(nèi)腔，通過連接塊與滑塊安裝在滑軌上，滑軌固定在靠近磁化線圈處；內(nèi)檢測探靴通過連接塊固定連接在滑塊上，滑塊安裝在滑軌上，滑軌位于磁化線圈的中心，一端固定在安裝板上，安裝板17垂直固定在檢測輔助小車上。檢測輔助小車由軌道、垂直升降部件、連接板、推車構(gòu)成；垂直升降部件固定連接在推車上，連接板安裝在垂直升降部件上。外檢測探靴為凹弧形探靴，內(nèi)檢測探靴為凸弧形探靴，中間封裝著磁敏元件，凹弧形探靴沿周向交錯布置，環(huán)抱待測套管及接頭外壁，兩兩檢測探靴間部分重合，形成環(huán)形外檢測探靴組件，凸弧形探靴沿周向交錯布置，兩兩間部分重合，環(huán)繞待測套管及接頭內(nèi)壁，形成環(huán)形內(nèi)檢測探靴組件。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)由濾波器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、計算機串聯(lián)組成，濾波器與外檢測探靴組件、內(nèi)檢測探靴組件相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種套銑筒嚙合螺紋缺陷檢測方法和裝置；將待測由外螺紋接頭、套管、內(nèi)螺紋接頭組成的套銑筒置于輥輪上，使外檢測探靴組件、內(nèi)檢測探靴組件沿周向布滿套銑筒及其外螺紋、內(nèi)螺紋接頭檢測區(qū)，用磁化線圈對套銑筒進行軸向磁化，外檢測探靴組件、內(nèi)檢測探靴組件于管壁沿軸向掃描，采集到的螺紋缺陷漏磁場的模擬信號先經(jīng)過濾波器濾波，然后經(jīng)過放大器放大，最后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的檢測信號傳送到計算機中裝置實現(xiàn)了在不拆卸情況下，對套銑筒裸露螺紋、對扣螺紋的檢測。
文檔編號G01N27/83GK102466656SQ201010550569
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者劉文紅, 孫燕華, 康宜華, 李磊, 林凱, 趙士強 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣集團公司管材研究所