钻铤是组成钻柱下部结构的主要部件,钻铤质量的好坏直接影响着石油钻井的成败,按照当前大多数钻铤生产企业的现有生产工艺,钻铤可能会出现裂纹、疏松、折叠、分层、气孔等缺陷。本课题设计的钻铤超声自动检测系统对于评价其内部质量、以及在使用过程中的安全性和可靠性具有重要意义。本文是在超声无损检测理论的基础上,根据钻铤超声自动检测的特点进行了方案的总体设计。提出了适用于大口径厚壁管材缺陷检测方法即多探头综合判伤法,该方法有着很好的通用性,使得整套系统在对钻铤进行内部缺陷检测时达到很高的灵敏度。设计了超声波的发射、接收、放大、门选控制电路。设计了以CPLD EPM9560为核心控制的四通道超声专用数据采集卡,该数据采集卡可实现最多四个通道的循环采集,可将缺陷幅值和缺陷出现的位置(缺陷距超声始发波的距离)保存到FIFO中,供计算机读取;同时还通过82C54和D/A芯片实现了对超声发射、接收电路中门选和放大模块的控制,使得整套系统实现了数字化,并用WinDriver对数据采集卡进行了驱动开发。用Visual C++6.0开发了钻铤缺陷综合判伤及控制软件,实现了系统参数的设置、钻铤缺陷位置和类型的识别、数据的保存和回显、缺陷波形的显示、检测报表的打印功能。利用本套系统对不同型号的钻铤做了大量的试验,很好的满足了性能指标的要求。最后给出了全文的结论,并对系统的进一步改进提出了建议。