[实用新型]用于抽油杆裂纹检测的非接触式水浸超声探伤装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及无损检测，特别提供了一种专用于油田抽油杆裂纹检测的非接触式水浸超声探伤装置。

背景技术：

当前，除自喷井外各个油田的采油均离不开抽油杆的应用，通常抽油杆在各种载荷的作用下，常年不断地工作，总是要疲劳，进而产生疲劳裂纹，有裂纹产生后便开始应力集中，持续疲劳和应力集中还会加速裂纹扩展，最终导致抽油杆断裂，其后果是迫使油井停产、修井等，造成一系列的经济损失。一般地，一次断杆可能造成的经济损失是12～20万元，据目前油田的统计结果，每年的事故率中断杆占15～35％，损失是惊人的，为此急需一种在现场对抽油杆裂纹进行检测的方法和装置。

目前能够进行大批量快速自动探伤的探伤方法有：磁粉法和渗透法、涡流法、漏磁法、超声法和X-射线实时成像法，其中磁粉和渗透法操作时间较长而仅适合小规模损伤检测，X-射线实时成像法针对体积性缺陷比较适合，涡流法和漏磁法两种方法是裂纹探伤技术中较为常见的方式。首先，涡流法和漏磁法在探伤期间要求探头与工件表面紧密接触，这样对受检工件表面状况要求较高，而抽油杆因长期处于恶劣环境中而产生大量表面腐蚀坑，无法完全满足紧密接触的需要；其次，涡流法和漏磁法对探头与受检工件之间的间隙比较敏感，而抽油杆表面常常附着有一定厚度的油污和积蜡，它们对涡流法和漏磁法的探伤灵敏度影响巨大；第三，刮蜡器的存在要求接触方式下必须考虑大头避让装置，但在检测作业中快速行进的工件又会因为避让动作而出现检测盲区，一根抽油杆上通常分布着的多个刮蜡器大大减小了可探测区域。因此，要达到无间断连续探伤作业必须放弃传统的接触方式。

超声波探伤主要是通过测量信号往返于缺陷的渡越时间来确定缺陷和表面的距离，通过测量回波信号的幅度和探头的位置来确定缺陷的大小和方位，它对于平面状态的缺陷(如裂纹、夹层、折叠等)具有很好的探测效果。与涡流法和漏磁法相比，超声波探伤方法具有指向性好、高灵敏度、性能稳定、不受电磁干扰的特点，目前在焊缝裂纹探伤方面有广泛的应用。中国专利99232304.5就提供了一种“抽油杆超声自动检测装置”，其体积小，适于现场操作，但是由于其采用在探头与工件之间局部充水进行探伤的方法，探头夹持机构必须夹持在抽油杆上，因而同样必须考虑大头避让装置，由于避让动作而出现检测盲区同样是不可避免的。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种专用于抽油杆裂纹检测的非接触式水浸超声探伤装置，其可以对粗糙的抽油杆进行现场检测，并且不出现漏检。

本实用新型提出了一种新的用于抽油杆裂纹检测的非接触式水浸超声探伤方法，其特征在于：

超声探头与受检抽油杆全部浸入水中，并且超声探头与受检抽油杆包括刮蜡器间不接触，且探头与刮蜡器间至少相间2mm；受检抽油杆自身转动，同时探头沿受检抽油杆轴向行进，完成对受检抽油杆的检测。

本实用新型应用的用于抽油杆裂纹检测的非接触式水浸超声探伤方法中，所述超声探头成对出现，与抽油杆轴线方向成一14°～25°夹角，并且指向相反。

本实用新型应用的用于抽油杆裂纹检测的非接触式水浸超声探伤方法中，最好采用线聚焦超声探头，使焦线聚焦于受检抽油杆的轴线附近。

本实用新型应用的用于抽油杆裂纹检测的非接触式水浸超声探伤方法中，所述抽油杆裂纹检测主要检测受检抽油杆两端头至两端第一只刮蜡器后80mm的杆体。

基于上述方法本实用新型提供了一种用于抽油杆裂纹检测的非接触式水浸超声检测装置，其特征在于：该装置由探头行走机构、抽油杆支撑机构、探伤操作平台、裂纹监测报警及数据记录仪四个部分构成；

所述探伤操作平台包括一长水箱(1)和一支撑用底座(6)；

所述抽油杆支撑机构包括6～20套油杆支架(9)，至少两套油杆支架(9)固定于水箱(1)内，水箱(1)内一端设置一与传动机构相连的油杆夹具(2)；

所述探头行走机构由探头(8)、U型探头支架(3)、行走导轨(7)构成；行走导轨(7)平行于抽油杆轴向设置；探头支架(3)开口向下，一端安装探头(8)和水平角度调节机构，另一端在行走导轨(7)上沿水箱(1)长度方向滑动，探头支架(3)上带有上下调节机构(4)、焦距调节机构(5)。

本实用新型用于抽油杆裂纹检测的非接触式水浸超声检测装置中，所述两套水箱内的油杆支架(9)之一，设置于固定于水箱(1)上的支架导轨(10)上。