【摘 要】
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钻杆作为石油、天然气等资源开采过程中的重要零件之一,在使用过程中长期受到各种交变载荷,而钻杆连接内外螺纹分别位于钻杆杆体的两端,由于螺纹本身的结构特点,在螺纹根部更容易出现裂纹和腐蚀等缺陷,因螺纹段的失效导致钻杆失效的占比达到了50%。因此,定期对钻杆连接螺纹进行无损检测非常重要。本文以5-1/2"扣型DS55钻杆连接螺纹作为重点的研究对象,提出了适用于钻杆连接螺纹根部缺陷的磁扰动检测方法,相关研
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钻杆作为石油、天然气等资源开采过程中的重要零件之一,在使用过程中长期受到各种交变载荷,而钻杆连接内外螺纹分别位于钻杆杆体的两端,由于螺纹本身的结构特点,在螺纹根部更容易出现裂纹和腐蚀等缺陷,因螺纹段的失效导致钻杆失效的占比达到了50%。因此,定期对钻杆连接螺纹进行无损检测非常重要。本文以5-1/2"扣型DS55钻杆连接螺纹作为重点的研究对象,提出了适用于钻杆连接螺纹根部缺陷的磁扰动检测方法,相关研究方法能够通过适当调整后推广至其他类型的钻杆连接螺纹。本文选择了Nd2Fe14B永磁体,运用有限元仿真软件分析了永磁体的几何参数以及提离高度对螺纹根部磁化状态的影响,确定了在实验条件下的最优永磁体几何尺寸;并结合钻杆连接螺纹的几何结构特点,综合分析后,选用高灵敏度霍尔传感器作为本系统的磁敏感元件;设计磁扰动探头,并通过相关实验证明了其对不同尺寸裂纹的检测能力。综合上述研究结果以及实际检测需求,考虑到同一规格钻杆连接螺纹曲率变化的特点,针对钻杆连接内外螺纹分别设计了多自由度自适应的探头跟踪机构,能够实现对螺纹根部的有效扫查,并以此分别设计了便携式的钻杆连接内外螺纹检测装置、信号调理、无线采集系统以及无线控制的检测工艺。实际应用测试表明,本钻杆连接螺纹磁扰动检测系统能够高效并可靠地完成对钻杆连接螺纹的探伤需求,具有广阔的应用前景。
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