钻杆加厚带自动化超声探伤方法与系统

论文摘要

加厚带是钻杆的关键区域,服役条件恶劣复杂,会产生孔洞、壁厚腐蚀和裂纹等缺陷,造成严重的钻井事故。为提高钻杆使用寿命,减少缺陷造成的损失,在用钻杆加厚带的自动化检测意义重大。综合多种适用于加厚带的检测方法,选取了便于实现自动化检测的水浸超声探伤方法。分析研究了加厚带自动超声检测的复杂性,主要表现在检测时入射角、水层距离等参数在不同检测位置的不一致性,以及钻杆旋转造成加厚带振动、不同位置的缺陷难以一致比较和定量分析、规格多等,为此,提出分区域、跟踪式、壁厚均一化等有利于多规格钻杆自动化检测的方法。在检测系统的设计上,确定了钻杆旋转、探头直行的自动检测运动方式,理论计算得到入射角、水层距离等关键检测参数的范围,给出了自动超声检测的工艺流程和技术指标。通过加厚带部位的超声检测试验,确定了水浸法,优化了探头入射方向、角度等检测参数。设计制作出在用钻杆加厚带自动超声探伤系统,采用倾斜入射方式,横波、脉冲回波法探伤。确定探头的类型、频率、晶片大小、焦距等关键工艺参数,由多路检测通道分区域检测,设计出相应的机械执行、自动控制和水循环等辅助部件。实践表明,该系统实现了在用钻杆加厚带高效、可靠、准确检测,应用效果良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题背景
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文的主要工作
• 2 钻杆加厚带自动化超声探伤方法
• 2.1 超声探伤类型的选择
• 2.2 加厚带自动超声检测的复杂性
• 2.3 分区域检测
• 2.4 跟踪式检测
• 2.5 壁厚均一化检测
• 2.6 多规格通用性检测
• 2.7 自动检测设计
• 2.8 加厚带超声检测实验
• 2.9 本章小结
• 3 钻杆加厚带自动超声探伤系统
• 3.1 检测总成
• 3.2 机械执行和辅助系统
• 3.3 检测系统的应用
• 3.4 本章小结
• 4 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表学术论文目录