[发明专利]一种抽油光杆表面裂纹实时检测装置

说明书

疲劳断裂是抽油光杆失效的主要原因之一，本发明提供了一种抽油光杆表面裂纹实时检测装置，包括动力源、卡箍、支架、清洁模块、喷涂模块、摄像模块、临界裂纹形貌数据库和报警模块，通过渗透剂和显影剂的配合在白色背景上出现红色裂纹的方法，可以实现对抽油光杆轴向和周向表面裂纹的全方位实时监测。本发明适用于普通钢质光杆，也适用于合金涂层喷焊抽油光杆。通过便捷精确的实时检测抽油光杆在服役过程中的疲劳裂纹并及时预警其疲劳断裂，可有效保障油井高效正常运行，大幅降低油田井场工人的工作强度和难度。

技术领域

本发明涉及石油设备和工具，更具体涉及一种抽油光杆表面裂纹实时检测装置。

背景技术

抽油光杆是油田人工举升采油最关键的部件之一，其性能的好坏直接关系着油井能否正常生产。无论是钢质抽油光杆，还是镍基合金涂层喷焊光杆，疲劳断裂都是其失效的主要原因之一。一旦发生抽油光杆的疲劳断裂，将使油井出现停产，以及高昂的修井作业费用。目前油田主要通过检测抽油光杆在服役过程中的示功图是否出现异常来预测抽油光杆能否正常工作，但这种方法不够直接，也不够精确，但除此之外还没有有效的方法来监控抽油光杆的疲劳断裂。对于任何抽油光杆的断裂而言，都是从表面出现疲劳裂纹开始的，一旦宏观裂纹扩展到一定程度之后，抽油光杆相互连接的横截面积难以承受外在载荷时将发生脆性断裂，可见疲劳裂纹的检测是抽油光杆疲劳断裂检测的关键所在，但目前并没有针对抽油光杆疲劳裂纹的检测装置和方法。

因此，如何便捷精确的实时检测抽油光杆在服役过程中的疲劳裂纹并及时预警其疲劳断裂，将有效解决油田人工举升采油中存在的光杆断裂问题，确保油井高效正常运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种可实时监测抽油光杆表面裂纹出现情况的装置，为抽油光杆疲劳断裂的发生提供预警。

按照本发明提供的一种抽油光杆表面裂纹实时检测装置，其采用的主要技术方案为：包括动力源、卡箍、支架、清洁模块、喷涂模块、摄像模块、临界裂纹形貌数据库和报警模块，所述支架为双层结构，上层结构和下层结构均有圆环，所述抽油光杆处于所述支架中间，所述圆环的直径均大于光杆的外径，以确保所述抽油光杆在服役过程中不会碰触到所述支架的内壁，所述下层结构圆环的直径大于所述上层结构的圆环，所述卡箍位于所述支架的顶部，所述卡箍可与所述光杆或所述光杆的卡子相互固定，所述清洁模块安装在所述上层结构圆环上，所述喷涂模块和摄像模块均安装在所述支架的下层结构圆环上，所述清洁模块可在所述支架的上层结构圆环的圆周外侧沿整个周长线连续移动，确保所述抽油光杆的整个圆周表面均可以被清洁，所述喷涂模块和摄像模块均可在所述支架的下层结构圆环的圆周外侧沿整个周长线连续移动，确保所述抽油光杆的整个圆周表面均可以被喷涂处理和观察。

所述动力源为太阳能电池，或充电电池，或通过电线与地面电源相连接，可根据井场的实际情况选择一种或者几种动力源方式。

所述卡箍采用螺栓和螺母的形式和所述光杆的卡子相固定。

所述清洁模块包括清洁溶液箱、喷头、清洁布和清洁海绵，所述清洁溶液包括水、有机溶剂和无水乙醇，所述喷头、所述清洁布和所述海绵均与伸缩杆相连接，所述伸缩杆可在所述光杆轴向移动，从而可以实现清洁模块在抽油光杆的轴向和周向均可以完成对抽油光杆的覆盖和处理。所述清洁溶液包括水、有机溶剂和无水乙醇，可以充分应对抽油光杆表面的灰尘和油污等大部分情况，实现表面的彻底清洁。所述清洁布和清洁海绵的同时存在可以实现表面溶剂和水分的彻底清除。

所述喷涂模块包括喷涂溶剂箱和喷嘴，所述喷嘴的末端带有微孔，使得喷嘴喷出的液体可以一定喷速的雾滴状形式出现，所述喷嘴可在所述光杆表面轴向180度范围内转动，所述喷涂溶剂箱中分区域装有渗透剂和显影剂，所述喷嘴包括渗透剂喷嘴和显影剂喷嘴，所述喷嘴均设有保护罩，确保喷嘴喷出的液体集中在抽油光杆表面，减少其喷到空气中的几率，所述保护罩与所述光杆表面不接触，所述保护罩边缘与所述光杆表面之间的距离不低于10 毫米。