專利名稱：油水井管、桿無(wú)損探傷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于檢測(cè)油水井管、桿損傷程度的探傷儀器。
目前，國(guó)內(nèi)外井管、桿的無(wú)損傷檢測(cè)設(shè)備，不是存在設(shè)備龐大、價(jià)格昂貴、操作使用復(fù)雜這樣的問(wèn)題，就是存在功能單一，只能進(jìn)行一種損傷檢測(cè)這樣的缺點(diǎn)。如超聲探傷儀，在檢測(cè)時(shí)必須將油污及泥土覆蓋的表面清洗干凈后方可檢測(cè)。否則，檢測(cè)結(jié)果就不準(zhǔn)確。再如渦流探傷儀，只能檢測(cè)管、桿表面損傷，對(duì)管子內(nèi)壁損傷無(wú)法檢測(cè)。而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷儀則需要增加旋轉(zhuǎn)設(shè)備，使探傷儀成本大大增加。
本實(shí)用新型的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單，易于使用操作，可以檢測(cè)油水井管、桿各種損傷的無(wú)損探傷儀。
本實(shí)用新型計(jì)算機(jī)的CRT顯示損傷曲線，其激磁器電路的輸出端A、B接在激磁線圈(1)的端子(2)上，測(cè)量線圈(3)的輸出端(4)接在計(jì)算機(jī)的輸入端，激磁線圈(1)和測(cè)量線圈(3)同心安裝在一個(gè)園柱形密封鋼罐(5)內(nèi)的骨架(6)上組成傳感器。激磁器電路由單相可控硅半控橋式整流電路可控硅觸發(fā)控制電路組成。
本實(shí)用新型的單相可控硅半控橋式整流電路由變壓器B、二極管Z1、Z2、Z5、可控硅Z3、Z4電阻R1、R2、R3、R4、電容器C1、C2、C3、C4聯(lián)接組成。
本實(shí)用新型的可控硅觸發(fā)控制電路的比較器IC1、IC2的輸入端并聯(lián)連接，其輸出端分別接至積分器IC3、IC4的輸入端，積分器IC3、IC4的輸出端分別接至比較器IC5、IC6的輸入端，比較器IC5、IC6的輸出端分別接在三極管BG1和BG2的基極，脈沖變壓器M1、M2分別接在三極管BG1、BG2的集電極上，雙向開(kāi)關(guān)IC7分別接在IC3、IC4的輸入、輸出端。
本實(shí)用新型計(jì)算機(jī)的輸出端接有打印機(jī)。
本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于使用操作、制造成本低、功能全等優(yōu)點(diǎn)，它可以檢測(cè)管、軒的各種損傷。


圖1為本實(shí)用新型工作原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)方框圖；圖3為本實(shí)用新型傳感器I外形圖；圖4為本實(shí)用新型傳感器II外形圖；圖5為本實(shí)用新型傳感器局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型激磁器電路單相可控硅半控橋式整流電路圖；圖7為本實(shí)用新型激磁器電路可控硅觸發(fā)控制電路圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述本實(shí)用新型主要是通過(guò)測(cè)量磁通量的方法來(lái)測(cè)量被測(cè)管、桿的截面積而實(shí)現(xiàn)無(wú)損探傷的。其原理如圖1所示通過(guò)傳感器測(cè)量線圈(3)的總磁通量為 如果管、軒被一固定磁場(chǎng)H磁化飽和，當(dāng)磁化強(qiáng)度M為一常數(shù)(即B為常數(shù))，測(cè)量線圈遠(yuǎn)離管頭末端時(shí)，可以認(rèn)為磁通變量與油水井管、軒橫截面積變量成正比。即Δ =B·ΔS。當(dāng)線圈與管、杼相對(duì)軸向移動(dòng)時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)等于e(t)=-N(d /dt)，即e(t)與d 成正比，也就是說(shuō)e的值與ΔS成正比，因此，可以通過(guò)對(duì)e的測(cè)量測(cè)出損傷截面積ΔS(管子壁的平均值)。固定飽和磁化場(chǎng)是由激磁器電路提供，傳感器檢測(cè)的損傷信號(hào)送至計(jì)算機(jī)(見(jiàn)圖2)，所需要的多種數(shù)據(jù)，還可以通過(guò)打印機(jī)進(jìn)行打印輸出。
如圖2所示，本實(shí)用新型由傳感器、激磁器、計(jì)算札打印機(jī)四部分聯(lián)接組成。
如圖3、4、5所示，傳感器的n匝測(cè)量線圈(3)和激磁線圈(1)同心安裝在骨架(6)上，紳．部用園彤鋼罐(5)密封，以便隔磁和防止油水浸入。鋼罐可以采用普通鋼，既不影響檢測(cè)效果，還降低了產(chǎn)品成本。
如圖6所示激磁器的輸入為380V、50Hz交流電壓，經(jīng)變壓器B降壓至35V后，采用二只可控硅Z3和Z4作半控的單相橋式(Z1、Z2、Z3和Z4構(gòu)成)全波整流，R1C1、R2C2、R3C3、R4C4為過(guò)電壓保護(hù)元件，C5為濾波電容，由于負(fù)載阻抗是帶感抗的，這不僅使輸出電壓波形含有波紋，而且該波紋會(huì)通過(guò)變壓器耦合到可控硅，這相當(dāng)于在電源電壓中夾雜著高頻成份，從而使可控硅難以關(guān)斷，移相范圍減小，電流波形變壞。為克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型在該電路中加了續(xù)流二極管Z5，可以消除上述問(wèn)題。經(jīng)整流濾波后，在輸出端A、B的輸出電流為可在0-15A范圍進(jìn)行連續(xù)調(diào)整的激磁電流。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在7A左右即可滿足要求。
如圖7所示，控制可控硅導(dǎo)通角的觸發(fā)信號(hào)由圖6中變壓器B次級(jí)繞組取出正弦信號(hào)加至輸入端C，D1、D2為限幅二極管，正弦信號(hào)經(jīng)比較器IC1和IC2后輸出方波信號(hào)，經(jīng)積分器IC3和IC4后輸出鋸齒波，這二個(gè)積分器受雙向開(kāi)關(guān)IC7的控制，使得積分器IC3在這半個(gè)周期有鋸齒波輸出時(shí)，IC4無(wú)鋸齒波輸出；下半個(gè)周期IC4有鋸齒波輸出時(shí)，IC3則無(wú)鋸齒波輸出。這交替輸出鋸齒波的功能是通過(guò)雙向開(kāi)關(guān)IC7分別短路積分電容C6和C7來(lái)實(shí)現(xiàn)的。兩路鋸齒波分別加至比較器IC5和IC6，其比較電平R15控制，輸出寬度可以由R15調(diào)整的矩形脈沖。該矩形脈沖分別通過(guò)二極管D3、D4，三極管BG1、BG2、經(jīng)脈沖變壓器M1和M2后輸出可控硅觸發(fā)脈沖，該脈沖加至Z3-g1和Z4-g2，使Z3、Z4分別導(dǎo)通，導(dǎo)通角則由電位器R15來(lái)調(diào)整。因此，通過(guò)控制可控硅導(dǎo)通角的大小(即通過(guò)R15調(diào)整比較電平)可以實(shí)現(xiàn)輸出激磁電流0-15A的連續(xù)調(diào)整，滿足了傳感器對(duì)激磁電流的要求。
計(jì)算機(jī)為386兼容機(jī)，傳感器測(cè)量線圈獲及的損傷信號(hào)可在CRT上顯示損傷曲線，縱座標(biāo)設(shè)定為管、桿截面積損傷百分比，橫座標(biāo)設(shè)定為管、桿的長(zhǎng)度，計(jì)算機(jī)可以記錄一個(gè)班組所檢測(cè)的管、桿的很數(shù)，并能存儲(chǔ)一個(gè)班組中超過(guò)報(bào)警線的曲線，還可以用打印機(jī)打印檢測(cè)報(bào)告、超過(guò)報(bào)警線的曲線及井況分析圖。
本實(shí)用新型傳感器可以設(shè)計(jì)成二種結(jié)構(gòu)形式，一種為立式(如圖3)，它適用于工廠對(duì)管、桿進(jìn)行探傷檢測(cè)，管、桿水平方向移動(dòng)穿過(guò)傳感器線圈；另一種為臥式(如圖4)，它適用于在井口現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行探傷檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)在井口對(duì)管、桿進(jìn)行提拉過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。這樣在現(xiàn)場(chǎng)就可以淘汰報(bào)廢的管、桿，并進(jìn)行更換，不用把所有的管、桿運(yùn)至工廠檢測(cè)，然后再把可以繼續(xù)使用的管、桿運(yùn)回來(lái)。這樣既縮短了施工時(shí)間，又節(jié)約了費(fèi)用。
本實(shí)用新型對(duì)被測(cè)管、桿無(wú)特殊要求，無(wú)須對(duì)其表面進(jìn)行清洗，也不影響檢測(cè)效果。
本實(shí)用新型通過(guò)檢測(cè)管、桿截面積的方法可以直觀的測(cè)出損傷程度的百分比曲線，并可用計(jì)算機(jī)設(shè)定壁腐蝕程度百分比的報(bào)警線，以便決定該管、桿報(bào)廢還是繼續(xù)使用，而對(duì)管的內(nèi)壁損傷檢測(cè)結(jié)果與外壁損傷相同，本實(shí)用新型對(duì)管、桿大面積腐蝕損傷可以準(zhǔn)確檢測(cè)外，還可以對(duì)孔、坑、縱面裂紋、桿狀損傷等各種損傷進(jìn)行檢測(cè)。
權(quán)利要求1.一種油水井管、桿無(wú)損探傷儀，它通過(guò)計(jì)算機(jī)的CRT顯示損傷曲線，其特征在于激磁器電路的輸出端A、B接在激磁線圈(1)的端子(2)上，測(cè)量線圈(3)的輸出端(4)接在計(jì)算機(jī)的輸入端，激磁線圈(1)和測(cè)量線圈(3)同心安裝在一個(gè)園柱形密封鋼罐(5)內(nèi)的骨架(6)上組成傳感器，激磁器電路由單相可控硅半控橋式整流電路和可控硅觸發(fā)控制電路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探傷儀，其特征在于單相可控硅半控橋式整流電路由變壓器B、二極管Z1、Z2、Z5、可控硅Z3、Z4電阻R1、R2、R3、R4、電容器C1、C2、C3、C4聯(lián)接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的探傷儀，其特征在于可控硅觸發(fā)控制電路的比較器IC1、IC2的輸入端并聯(lián)連接，其輸出端分別接至積分器IC3、IC4的輸入端，積分器IC3、IC4的輸出端分別接至比較器IC5、IC6的輸入端，比較器IC5、IC6的輸出端分別接在三極管BG1和BG2的基極，脈沖變壓器M1、M2分別接在三極管BG1、BG2的集電板上，雙向開(kāi)關(guān)IC7分別接在IC3、IC4的輸入、輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的探傷儀，其特征在于計(jì)算機(jī)的輸出端接有打印機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于檢測(cè)油水井管、桿損傷程度的探傷儀器。本實(shí)用新型通過(guò)計(jì)算機(jī)的CRT顯示損傷曲線，其激磁器電路的輸出端A、B接在激磁線圈的端子上，測(cè)量線圈的輸出端接在計(jì)算機(jī)的輸入端，環(huán)形激磁線圈和測(cè)量線圈同心安裝在一個(gè)圓柱形密封鋼罐內(nèi)的骨架上組成傳感器。激磁器電路由單相可控硅半控橋式整流電路、可控硅觸發(fā)控制電路組成。
文檔編號(hào)G01N27/00GK2249412SQ95216598
公開(kāi)日1997年3月12日 申請(qǐng)日期1995年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月11日
發(fā)明者王兆和, 馬成文, 周建軍 申請(qǐng)人:哈爾濱最一特機(jī)電設(shè)備廠