抽油桿無損檢測實驗系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著能源問題的日益突出，油田開采設備的故障診斷正被人們所重視。抽油桿作為油井采油作業(yè)的主要部件，一旦在井下發(fā)生斷裂，將給油田生產(chǎn)帶來很大損失。為了在抽油桿發(fā)生斷裂之前就檢測出業(yè)已存在的裂紋缺陷，避免抽油桿斷裂事故的發(fā)生，需要應用無損檢測技術，這正是本實驗系統(tǒng)的研制所要解決的問題。 本文以自行設計制造的抽油桿無損檢測實驗系統(tǒng)為研究基礎，首先闡述實驗系統(tǒng)進行無損檢測所采用的漏磁技術原理，然后按照在實驗系統(tǒng)中所實現(xiàn)的功能，分別對組成系

2、統(tǒng)的機械部分(包括專用夾具的設計)、檢測部分、液壓部分和電控部分進行了說明。本文根據(jù)實驗系統(tǒng)檢測部分漏磁場的分布，運用ANSYS軟件分別建立了二維和三維的漏磁場有限元模型，在模型的運算結果中得到了漏磁場的磁力線分布圖、磁矢量分布圖及相應的磁力線密度和漏磁通密度值。在二維有限元模型的基礎上，本文通過改變模型中抽油桿缺陷的幾何參數(shù)，得到了漏磁通密度最大值與缺陷幾何參數(shù)相互關系的表達函數(shù)與曲線；通過感生電動勢與漏磁通密度關系的推導，得到理論上

3、的檢測信號波形，并將其與實際檢測信號的波形進行對比。在實驗階段，本文首先介紹了作為前期準備的標定檢測實驗和疲勞實驗，標定檢測實驗是通過檢測用線切割的方法加工的具有已知深度缺陷的試件，進而計算得出電壓值與缺陷深度的對應關系，作為后續(xù)檢測實驗的參照標準；疲勞實驗的目的是預制出帶有萌生階段疲勞裂紋的檢測試件。根據(jù)前期實驗得到的標定值和帶有萌生階段疲勞裂紋的試件，在未施加拉伸力和施加不同拉伸力的條件下，本文分別對疲勞裂紋處于閉合與張開狀態(tài)的試件