專利名稱：油水井管、桿無損探傷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于檢測油水井管、桿損傷程度的探傷儀器。
目前，國內(nèi)外井管、桿的無損傷檢測設備，不是存在設備龐大、價格昂貴、操作使用復雜這樣的問題，就是存在功能單一，只能進行一種損傷檢測這樣的缺點。如超聲探傷儀，在檢測時必須將油污及泥土覆蓋的表面清洗干凈后方可檢測。否則，檢測結(jié)果就不準確。再如渦流探傷儀，只能檢測管、桿表面損傷，對管子內(nèi)壁損傷無法檢測。而旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀則需要增加旋轉(zhuǎn)設備，使探傷儀成本大大增加。
本實用新型的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種結(jié)構(gòu)合理、簡單，易于使用操作，可以檢測油水井管、桿各種損傷的無損探傷儀。
本實用新型計算機的CRT顯示損傷曲線，其激磁器電路的輸出端A、B接在激磁線圈(1)的端子(2)上，測量線圈(3)的輸出端(4)接在計算機的輸入端，激磁線圈(1)和測量線圈(3)同心安裝在一個園柱形密封鋼罐(5)內(nèi)的骨架(6)上組成傳感器。激磁器電路由單相可控硅半控橋式整流電路可控硅觸發(fā)控制電路組成。
本實用新型的單相可控硅半控橋式整流電路由變壓器B、二極管Z1、Z2、Z5、可控硅Z3、Z4電阻R1、R2、R3、R4、電容器C1、C2、C3、C4聯(lián)接組成。
本實用新型的可控硅觸發(fā)控制電路的比較器IC1、IC2的輸入端并聯(lián)連接，其輸出端分別接至積分器IC3、IC4的輸入端，積分器IC3、IC4的輸出端分別接至比較器IC5、IC6的輸入端，比較器IC5、IC6的輸出端分別接在三極管BG1和BG2的基極，脈沖變壓器M1、M2分別接在三極管BG1、BG2的集電極上，雙向開關(guān)IC7分別接在IC3、IC4的輸入、輸出端。
本實用新型計算機的輸出端接有打印機。
本實用新型具有設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、易于使用操作、制造成本低、功能全等優(yōu)點，它可以檢測管、軒的各種損傷。


圖1為本實用新型工作原理示意圖；圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)方框圖；圖3為本實用新型傳感器I外形圖；圖4為本實用新型傳感器II外形圖；圖5為本實用新型傳感器局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型激磁器電路單相可控硅半控橋式整流電路圖；圖7為本實用新型激磁器電路可控硅觸發(fā)控制電路圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的描述本實用新型主要是通過測量磁通量的方法來測量被測管、桿的截面積而實現(xiàn)無損探傷的。其原理如圖1所示通過傳感器測量線圈(3)的總磁通量為 如果管、軒被一固定磁場H磁化飽和，當磁化強度M為一常數(shù)(即B為常數(shù))，測量線圈遠離管頭末端時，可以認為磁通變量與油水井管、軒橫截面積變量成正比。即Δ =B·ΔS。當線圈與管、杼相對軸向移動時，根據(jù)電磁感應原理，在線圈中產(chǎn)生的感應電勢等于e(t)=-N(d /dt)，即e(t)與d 成正比，也就是說e的值與ΔS成正比，因此，可以通過對e的測量測出損傷截面積ΔS(管子壁的平均值)。固定飽和磁化場是由激磁器電路提供，傳感器檢測的損傷信號送至計算機(見圖2)，所需要的多種數(shù)據(jù)，還可以通過打印機進行打印輸出。
如圖2所示，本實用新型由傳感器、激磁器、計算札打印機四部分聯(lián)接組成。
如圖3、4、5所示，傳感器的n匝測量線圈(3)和激磁線圈(1)同心安裝在骨架(6)上，紳．部用園彤鋼罐(5)密封，以便隔磁和防止油水浸入。鋼罐可以采用普通鋼，既不影響檢測效果，還降低了產(chǎn)品成本。
如圖6所示激磁器的輸入為380V、50Hz交流電壓，經(jīng)變壓器B降壓至35V后，采用二只可控硅Z3和Z4作半控的單相橋式(Z1、Z2、Z3和Z4構(gòu)成)全波整流，R1C1、R2C2、R3C3、R4C4為過電壓保護元件，C5為濾波電容，由于負載阻抗是帶感抗的，這不僅使輸出電壓波形含有波紋，而且該波紋會通過變壓器耦合到可控硅，這相當于在電源電壓中夾雜著高頻成份，從而使可控硅難以關(guān)斷，移相范圍減小，電流波形變壞。為克服上述缺點，本實用新型在該電路中加了續(xù)流二極管Z5，可以消除上述問題。經(jīng)整流濾波后，在輸出端A、B的輸出電流為可在0-15A范圍進行連續(xù)調(diào)整的激磁電流。實際應用時，在7A左右即可滿足要求。
如圖7所示，控制可控硅導通角的觸發(fā)信號由圖6中變壓器B次級繞組取出正弦信號加至輸入端C，D1、D2為限幅二極管，正弦信號經(jīng)比較器IC1和IC2后輸出方波信號，經(jīng)積分器IC3和IC4后輸出鋸齒波，這二個積分器受雙向開關(guān)IC7的控制，使得積分器IC3在這半個周期有鋸齒波輸出時，IC4無鋸齒波輸出；下半個周期IC4有鋸齒波輸出時，IC3則無鋸齒波輸出。這交替輸出鋸齒波的功能是通過雙向開關(guān)IC7分別短路積分電容C6和C7來實現(xiàn)的。兩路鋸齒波分別加至比較器IC5和IC6，其比較電平R15控制，輸出寬度可以由R15調(diào)整的矩形脈沖。該矩形脈沖分別通過二極管D3、D4，三極管BG1、BG2、經(jīng)脈沖變壓器M1和M2后輸出可控硅觸發(fā)脈沖，該脈沖加至Z3-g1和Z4-g2，使Z3、Z4分別導通，導通角則由電位器R15來調(diào)整。因此，通過控制可控硅導通角的大小(即通過R15調(diào)整比較電平)可以實現(xiàn)輸出激磁電流0-15A的連續(xù)調(diào)整，滿足了傳感器對激磁電流的要求。
計算機為386兼容機，傳感器測量線圈獲及的損傷信號可在CRT上顯示損傷曲線，縱座標設定為管、桿截面積損傷百分比，橫座標設定為管、桿的長度，計算機可以記錄一個班組所檢測的管、桿的很數(shù)，并能存儲一個班組中超過報警線的曲線，還可以用打印機打印檢測報告、超過報警線的曲線及井況分析圖。
本實用新型傳感器可以設計成二種結(jié)構(gòu)形式，一種為立式(如圖3)，它適用于工廠對管、桿進行探傷檢測，管、桿水平方向移動穿過傳感器線圈；另一種為臥式(如圖4)，它適用于在井口現(xiàn)場進行探傷檢測，實現(xiàn)在井口對管、桿進行提拉過程中同時進行檢測。這樣在現(xiàn)場就可以淘汰報廢的管、桿，并進行更換，不用把所有的管、桿運至工廠檢測，然后再把可以繼續(xù)使用的管、桿運回來。這樣既縮短了施工時間，又節(jié)約了費用。
本實用新型對被測管、桿無特殊要求，無須對其表面進行清洗，也不影響檢測效果。
本實用新型通過檢測管、桿截面積的方法可以直觀的測出損傷程度的百分比曲線，并可用計算機設定壁腐蝕程度百分比的報警線，以便決定該管、桿報廢還是繼續(xù)使用，而對管的內(nèi)壁損傷檢測結(jié)果與外壁損傷相同，本實用新型對管、桿大面積腐蝕損傷可以準確檢測外，還可以對孔、坑、縱面裂紋、桿狀損傷等各種損傷進行檢測。
權(quán)利要求1.一種油水井管、桿無損探傷儀，它通過計算機的CRT顯示損傷曲線，其特征在于激磁器電路的輸出端A、B接在激磁線圈(1)的端子(2)上，測量線圈(3)的輸出端(4)接在計算機的輸入端，激磁線圈(1)和測量線圈(3)同心安裝在一個園柱形密封鋼罐(5)內(nèi)的骨架(6)上組成傳感器，激磁器電路由單相可控硅半控橋式整流電路和可控硅觸發(fā)控制電路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探傷儀，其特征在于單相可控硅半控橋式整流電路由變壓器B、二極管Z1、Z2、Z5、可控硅Z3、Z4電阻R1、R2、R3、R4、電容器C1、C2、C3、C4聯(lián)接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的探傷儀，其特征在于可控硅觸發(fā)控制電路的比較器IC1、IC2的輸入端并聯(lián)連接，其輸出端分別接至積分器IC3、IC4的輸入端，積分器IC3、IC4的輸出端分別接至比較器IC5、IC6的輸入端，比較器IC5、IC6的輸出端分別接在三極管BG1和BG2的基極，脈沖變壓器M1、M2分別接在三極管BG1、BG2的集電板上，雙向開關(guān)IC7分別接在IC3、IC4的輸入、輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的探傷儀，其特征在于計算機的輸出端接有打印機。
專利摘要本實用新型涉及一種用于檢測油水井管、桿損傷程度的探傷儀器。本實用新型通過計算機的CRT顯示損傷曲線，其激磁器電路的輸出端A、B接在激磁線圈的端子上，測量線圈的輸出端接在計算機的輸入端，環(huán)形激磁線圈和測量線圈同心安裝在一個圓柱形密封鋼罐內(nèi)的骨架上組成傳感器。激磁器電路由單相可控硅半控橋式整流電路、可控硅觸發(fā)控制電路組成。
文檔編號G01N27/00GK2249412SQ95216598
公開日1997年3月12日 申請日期1995年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月11日
發(fā)明者王兆和, 馬成文, 周建軍 申請人:哈爾濱最一特機電設備廠