專利名稱：基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置與方法
技術領域：
本發明涉及一種油管無損檢測系統，尤其涉及一種基于磁記憶檢測的油管無損檢 測系統。
背景技術：
在海洋石油開發中，普遍采用無桿抽油方式進行采油作業，井下單根油管在受到 管串拉/壓作用以及管內外液體壓力作用的同時，還受到井下產出液、井下注入液、微生物 或菌類的腐蝕以及多相流體(含砂、含氣)沖蝕和氣蝕作用，使油管在長期工作過程中易于 發生失效而引發井下事故，導致異常停產和被迫的修井作業，從而嚴重影響采油生產。通 常，在檢修井作業中需要起出井下油管進行探傷檢測，以期及時發現油管存在的損傷缺陷， 防止嚴重井下事故的發生。傳統的油管無損檢測方法通常包括磁粉檢測、超聲波檢測、射線檢測、滲透檢測、 漏磁檢測、渦流檢測、電位差檢測。其中，磁粉檢測的原理是在缺陷處漏磁而吸附磁粉，形成 磁痕，提供缺陷顯示。可檢測表面與次表面缺陷，缺陷性質易辨認，油漆與電鍍表面不影響 檢測靈敏度。限鐵磁材料，完全接近工件表面，需檢測設備與電源，有剩磁。檢測鐵磁材料 的裂紋比滲透檢測靈敏。直接測量裂紋。漏磁檢測是利用磁現象來檢測鐵磁性材料工件表 面及近表面缺陷。通過測量鐵磁性材料中因缺陷導致的磁導率變化來檢測油管的狀況。對 內壁和外壁檢測靈敏度不一致，無法檢測均勻腐蝕減薄，須采用磁化裝置，設備比笨重，切 存在較大盲區。超聲波檢測用于檢測各種材料缺陷，超聲波在工件中傳播時，材料聲學特 性和內部組織變化對超聲波的傳播產生一定的影響，通過對超聲波受影響程度和狀況的探 測，來了解材料性能和結構的變化。檢測靈敏度高、聲束指向性好、對裂紋等危害性缺陷敏 感、檢出率高，檢測厚度與缺陷位置不限，可確定缺陷深度，適用廣。需要耦合劑，要求缺陷 與波束垂直，多個工件表面可靠近，脈沖反射探傷，其測量精度較高。渦流檢測的原理是鐵 磁線圈在工件中感生渦流，分析工件內部的質量。可檢測各種導電材料表面與近表面缺陷。 參數控制難，結果解釋難，限導電材料。管件，焊縫與堆焊層表面裂紋。間接測量厚度。上 述磁粉、漏磁、超聲波和渦流檢測方法，只能檢測出已出現的缺陷，無法從油管損傷的根源， 即微觀缺陷或應力集中區上對其技術狀態做出早期評定，預防在役油管的疲勞損壞。難以 同時檢測螺紋、管體和接箍等部位，且對探頭與油管之間的接觸狀況、位置或油管表面狀況 要求苛刻，檢測設備相對復雜，不利于現場使用。磁記憶檢測是20世紀90年代后期在國際上迅速發展起來的一種新的無損檢測技 術，主要依據承載鐵磁性材料在地磁場的激勵條件下，在應力和變形集中區域出現的不可 逆的特征磁狀態變化，確定工件的微觀缺陷或應力集中位置及特征，對工件的早期損傷做 出明確判斷。這種技術無需專門的磁化設備，受提離效應影響小，工作條件要求低，操作快 捷、簡單、方便，靈敏度、重復精度和可靠性高，更適合于在現場使用，目前已用于飛機起落 架、飛機主梁螺孔、渦輪盤、壓縮器葉片、渦輪葉片、汽輪機葉片以及壓力容器等承力結構件 的損傷及各種缺陷檢測。
發明內容
針對上述現有技術，本發明提供一種基于磁記憶技術的油管無損檢測系統，本發 明系統是利用磁記憶檢測功能對油管的損傷進行無損檢測，它既可以檢測出油管存在的宏 觀缺陷，又可檢測出油管存在的微觀缺陷，而且還能進行未來危險的預報，從而提高了企業 的油管無損探傷的技術水平和服務質量，保證了海洋石油再用油管在井下服役過程中的安 全性，降低了井下安全事故，對實現油管失效事故的主動預防具有深刻影響，同時，本發明 也屬于目前推崇的環保型海洋石油再用油管檢測手段，具有良好的發展前景。為了解決上述技術問題，本發明基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置予以實現的 技術方案是該檢測裝置包括油管傳送單元、油管檢測平臺和控制單元，所述油管檢測平臺 包括腿架，所述腿架的上方設有千斤頂，千斤頂上方設有位置調整結構，所述位置調整結構 上設有兩個磁記憶檢測環，所述兩個磁記憶檢測環，其中，一個是非接觸式八通道油管檢測 環，另一個是非接觸式十二通道油管檢測環；所述磁記憶檢測環內設有巨磁阻傳感器，所述 巨磁阻傳感器通過設置在一支架筒內的一四連桿式傳感器支架固定在所述磁記憶檢測環 內；所述油管傳送單元包括由汽缸帶動的起升架、管架和由管架支撐起來的傳送架，與所述 傳送架配合的傳送輪，所述傳動輪由電機帶動，還包括用于接收油管位置信號的第一光電 傳感器和第二光電傳感器；所述控制單元包括PC機、通過USB接口與所述PC機連接的采集 器、數據存儲及處理模塊、PLC控制器；所述PLC控制器與所述第一光電傳感器和所述第二 光電傳感器連接，所述采集器與所述巨磁阻傳感器連接。本發明一種基于磁記憶檢測的油管無損檢測方法，采用上述檢測裝置，其中，所述 采集器為DI710數據采集器；進行油管無損檢測的步驟如下步驟一、初始化采集器，啟動PLC控制器，所述第一光電傳感器用來收集油管是否 運行到檢測位置信號，所述第二光電傳感器用來收集油管是否到達下料位位置信號；步驟二、若所述第一光電傳感器收集到油管已到達檢測位置，則開始檢測；否則， 通過汽缸(18)的升降和電機帶動傳送輪，使油管到達被檢測位置；步驟三、開始檢測電機帶動傳送輪，傳動輪帶動油管移動，使其穿越檢測環，檢測 環中的巨磁阻傳感器將收集到信號傳送到采集器； 通過USB接口或網線或無線聯機將信號傳送至PC機，所述數據存儲及處理模塊對 巨磁阻傳感器信號進行分析處理，包括以下三方面(1)信號降噪處理根據對含噪聲數據的觀察分析，噪聲信號基頻為正弦波，因此采用滑動平均值發 進行降噪處理，設xi (i = l，2，...，n)為原始信號序列，維數為n，滑動窗大小為N，滑動平 均值yk濾波算法為
1 k+NΛ= —
i=k(2)評價參數計算d)峰值σ :采集波形的最高點和最低點的差值；O= max (abs (H1)，abs (H2)，abs (H3),…，abs (Hn)))(2)峰值反映了工件磁記憶信號幅值波動情況，波動越大，工件損傷程度越大；描述了
5磁記憶檢測信號的本質特征，對工件缺陷的檢測信號進行統計分析，可區分工件的總體損 傷水平；e)方差S2 反映波形波動大小，方差越小則波動越小，穩定性也越好；方差計算公式為 在磁記憶信號參數分析中，方差是評判工件總體損傷程度的判據；f)鄰域峰峰值Kin 鐵磁性金屬表面漏磁場強度的鄰域峰峰值等于磁場強度最大 值和最小值的模數差值ΔΗ比兩點之間的距離AL，ΔΗ/AL描述了檢測信號H在檢測方向 L上的變化情況； (3)分級判斷分級判斷的依據是在經過對大量實際應用中確定的各個級別的油管進行檢測，對 評價參數進行統計分析，得出各級別油管評價參數的統計分布區間，并參考美國石油學會 標準2005 API 5CT套管和油管規范中關于壁厚的標準要求，根據油管其服役狀況和損傷情 況分為三級，包括一級油管可正常使用；二級油管用于對管體要求不嚴格的場合；三級油 管按照報廢進行處理；根據上述分析處理結果生成檢測報表；在上述檢測油管的過程中，一旦第二光電傳感器收集到油管已到達下料位位置信 號時，則油管下檢測線；步驟四、是否檢測下一根油管，若.T.，則返回上述步驟二 ；若.F.，則結束檢測。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明首次將磁記憶技術應用于油管的無損檢測中，從而形成一套簡單完整，檢 測結果曲線直觀，管體缺陷反映明顯的全自動油管檢測系統，與現有傳統的油管檢測技術 相比，具備以下突出特點檢測能力強。首次將磁記憶技術應用于油管的無損檢測，既可以檢測出油管存在 的宏觀缺陷，又可檢測出油管存在的微觀缺陷，并能進行未來危險的預報。傳統的無損檢測 技術(超聲、漏磁、磁粉檢測等)都只能檢測出已經存在的缺陷，不能預測可能發生危險或 是應力集中的區域。雖然超聲發射技術在一定程度上可以解決疲勞損傷的問題，但卻不能 進行疲勞早期診斷和應力集中檢測。而金屬磁記憶技術可以用于疲勞早期診斷，并且可以 確定出殘余應力的分布狀態。利用對應力與變形集中區域敏感的磁記憶效應，同時實現了 對油管早期損傷缺陷(無顯著尺寸變化)和油管宏觀缺陷(尺寸顯著變化)的有效檢測， 提高了檢測的安全預警保障水平。對油管無傷害，檢測全面。利用磁記憶傳感器的高靈敏度和低提離效應，采取可伸 縮自適應探頭，實現了對油管的帶接箍檢測，避免了卸接箍工序對油管帶來的損害；基本不 存在盲區，一次進管可同時完成對外螺紋、管體和接箍的檢測，整根油管基本無檢測盲區， 極大地延伸了檢測范圍；結構簡單，檢測效率高。無需專門的磁化設備和油管夾持定位機構，系統結構簡
6單、操作方便，維護成本低。低使用成本。采用非接觸測量，傳感器無磨損，壽命長，顯著降低 了傳感器的更換成本；低維修保養費用。自動化操作，生產效率高，成本低。檢測效率高。實 測日檢測油管數量可達200根以上，形成了年檢測處理油管7萬根以上的能力，檢測生產能 力得到大幅提高；寬適應范圍。采用雙檢測環結構，可實現對常用2-3/8”、2-7/8”、3-1/2” 以及4-1/2”油管的檢測。與油管清洗系統、污水處理系統形成工藝流水線，提高了企業技 術實力和市場競爭力，給企業帶來較高的經濟效益。 總之，本發明大大提高了企業在無損檢測方面的技術水平。將本發明無損檢測系 統與油管自動清洗系統、污水處理系統相結合，可以形成一環保型油管自動清洗及檢測系 統。從而提高了企業的生產效率和服務質量。而且較高的檢測水平保證了油管的安全性， 降低了油管在井下服役期間的安全隱患。本發明在實踐應用中不但能夠有效檢測油管使用 狀況，并還可以實現對油管的分級判斷，滿足生產要求。
圖1是本發明基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置的示意圖2是圖1中所示檢測平臺20的主視圖3是圖2所示檢測平臺的側視圖4是圖2所述檢測平臺的立體圖5是圖1中所述采集器21與圖2中所示檢測環的連接示意圖
圖6是傳感器支架結構示意圖7是DI710數據采集器的構造示意圖8是通過USB或網線或無線網聯機數據采集示意圖9是DI710數據采集器與計算機的接口方式及引腳定義；
圖10是信號分析處理流程；圖11是基于磁記憶檢測的油管無損檢測方法流程圖。圖中1——腿架2——千斤底座 3——定位槽板5——傳感器支架6——滑動底板 7——月牙板9——微調板 10——非接觸式十二通道油管檢測環11——非接觸式八通道油管檢測杯 12——滑動槽板13——傳送架 14——傳送輪 15——電機17——斜坡18——氣缸19——管架21——采集器
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細地描述。如圖1所示，本發明基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置，包括油管傳送單元、油 管檢測平臺和控制單元。其中，所述油管傳送單元包括由汽缸18帶動的起升架16、管架19 和由管架19支撐起來的傳送架13，與所述傳送架13配合的傳送輪14，所述傳動輪14由電 機15帶動，還包括用于接收油管位置信號的第一光電傳感器和第二光電傳感器；
4——月牙板 8——傳感器支架
16——起升架 20——檢測裝置
7
如圖2至圖4所示，所述油管檢測平臺包括腿架1，所述腿架1的上方設有千斤頂 2，千斤頂2上方設有位置調整結構，所述位置調整結構上設有兩個磁記憶檢測環，所述兩 個磁記憶檢測環，其中，一個是非接觸式八通道油管檢測環11，另一個是非接觸式十二通道 油管檢測環10 ；所述磁記憶檢測環內設有巨磁傳感器，從而形成了上述的多通道油管檢測 環。所述巨磁阻傳感器通過設置在一支架筒內的一四連桿式傳感器支架固定在所述磁記憶 檢測環內。如圖6所示，所述四連桿式傳感器支架為一平行四邊形鉸鏈四桿機構，設置在該 四桿機構兩連架桿61與連桿62之間鉸鏈處的扭簧63、設置在四桿機構機架64上的傳感器 容器65和設置在連架桿61與機架64之間鉸鏈處的滾輪65。如圖2和圖3所示，位于千斤頂2上方的所述位置調整結構包括定位槽板3，所述 定位槽板3內設有滑動槽板12，所述滑動槽板12上設有滑動底板6，所述滑動底板6上設 有兩個檢測環支撐板，如圖2所示，該支撐板采用月牙板4、7的結構，其支撐穩定；所述定位 槽板3的底面與千斤頂2固定，所述檢測環支撐板與磁記憶檢測環固定。本發明中配備有適合2-3/8”、2-7/8”、3_1/2”和4-1/2”油管的四種油管檢測環， 具體使用哪個檢測環，可根據所需檢測的油管的規格尺寸選擇相應的油管檢測環。檢測環 通過滑動底板6與滑動槽板12相連接，滑動槽板12與定位槽板3相配合，工作時，只要將 所需的油管檢測環滑移到工作位置，這樣就可以滿足不同規格油管的檢測需要。此外，微調 板9安裝有長螺栓，對檢測環位置起到微調的作用，使檢測環處于指定的工作位置，然后通 過定位槽板3固定檢測環的位置。檢測平臺的重量由四條腿架1承擔，并在腿架1上安插 有四根導桿，當檢測環的中心高度與油管的中心高度不一致時，調節千斤頂2的螺桿使油 管檢測環上下移動至檢測環于油管中心高度一致為止，四根導桿正起到導向作用。此外，油 管檢測平臺安裝有防雨罩，保護檢測環與位置調整結構中的滑動部件不受雨水侵蝕，保證 其正常工作。上述的多通道油管檢測環是油管檢測平臺的重要組成部分，根據油管外徑的不同 選擇相應數量通道的檢測環，可以使檢測范圍覆蓋整個油管管體和接箍。本發明中的傳感 器支架采用平行四邊形鉸鏈四桿機構，并且在該機構中包含有扭簧63，可依靠扭簧63的反 作用力對四連桿式傳感器支架的伸縮狀態實現柔性調節。傳感器支架固定在支架筒上，油 管從與支架筒同軸的方向傳送進入檢測杯，油管外表面首先接觸到滾輪65，給滾輪65推 力，兩連架桿61在滾輪65的帶動下，發生轉動，使得油管順利進入檢測杯。由于兩連架桿 61的轉動，扭簧63受壓，同時扭簧63給兩連架桿61反作用力，兩連架桿61在此反作用力 下，推動滾輪65緊貼在油管外壁，使得裝有磁記憶檢測傳感器的傳感器容器65與油管外壁 的距離恒定，同時扭簧63的柔性保證了傳送的平穩性，確保檢測數據的準確可靠。同理，即 使在遇到油管接箍時，接箍同樣給滾輪65推力，兩連架桿61帶動傳感器容器65可以轉動 一個更大的角度，保證接箍能夠進入順利檢測杯。傳感器支架中設計有扭簧結構，一方面可 以適應多種規格油管的檢測，另一方面可以保證油管檢測傳感器緊貼油管外壁，降低油管 檢測傳感器與油管外壁的距離波動，為檢測數據的可靠性提供保障。當檢測完一根油管后， 在扭簧63的作用下，平行四邊形鉸鏈四桿機構回到初始狀態，等待下一根油管檢測。如圖11所示，所述控制單元包括PC機22、通過USB接口與所述PC機22連接的采 集器21、數據存儲及處理模塊23、PLC控制器24 ；所述PLC控制器24與所述第一光電傳感 器和所述第二光電傳感器連接，圖8還示出了本發明可以采用通過USB或網線或無線網聯機的形式進行數據采集；所述采集器21與所述巨磁阻傳感器連接。所述采集器21為DI710 數據采集器，圖7是DI710數據采集器的構造示意圖，圖5示出了所述采集器21與圖2中所 示檢測環的連接關系，圖9示出了 DI710數據采集器與計算機的接口方式及引腳定義；選用 DI710數據采集器作為檢測裝置的數據采集模塊具有以下特點(1)內置MMC卡脫機連續數 據采集可脫離計算機控制，利用MMC卡存儲，滿足長距離快速檢測鉆桿管體的需要；(2)較 寬的信號測量范圍，達士 IOV ； (3)聯機采集頻率4800sps ；聯卡采集頻率14400sps ;(4) 可編程信號增益各通道信號增益可編程獨立設置；(5)高分辨率，達14bits (士0.012% F. S) ； (6)文件保護意外斷電時，可防止任何數據存入MMC ;(7)多種接口方式可選，滿足 不同應用需要。利用本發明基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置實現檢測的方法，如圖11所示， 主要包括如下步驟步驟一、初始化采集器21，啟動PLC控制器，所述第一光電傳感器用來收集油管是 否運行到檢測位置信號，所述第二光電傳感器用來收集油管是否到達下料位位置信號；步驟二、若所述第一光電傳感器收集到油管已到達檢測位置，則開始檢測；否則， 通過汽缸18的升降和電機15帶動傳送輪14，使油管到達被檢測位置；步驟三、開始檢測電機15帶動傳送輪14，傳動輪14帶動油管移動，使其穿越檢 測環，如圖10所示，檢測環中的巨磁阻傳感器將收集到信號傳送到采集器21 ；通過USB接口或網線或無線聯機將信號傳送至PC機，所述數據存儲及處理模塊對 巨磁阻傳感器信號進行分析處理，包括以下三方面(1)信號降噪處理根據對含噪聲數據的觀察分析，噪聲信號基頻為正弦波，因此采用滑動平均值發 進行降噪處理，設xi (i = l，2，...，n)為原始信號序列，維數為n，滑動窗大小為N，滑動平 均值yk濾波算法為
1 k+NΛ= —(1)
丄、i=k(2)評價參數計算g)峰值σ 采集波形的最高點和最低點的差值；σ = max (abs (H1)，abs (H2)，abs (H3), · · · , abs (Hn)))(2)峰值反映了工件磁記憶信號幅值波動情況，波動越大，工件損傷程度越大；描述了 磁記憶檢測信號的本質特征，對工件缺陷的檢測信號進行統計分析，可區分工件的總體損 傷水平；h)方差S2 反映波形波動大小，方差越小則波動越小，穩定性也越好；方差計算公式為f 二 丄“一孓)2+(X2-工)2+...(&_二)2(3)
η 1在磁記憶信號參數分析中，方差是評判工件總體損傷程度的判據；i)鄰域峰峰值Kin 鐵磁性金屬表面漏磁場強度的鄰域峰峰值等于磁場強度最大 值和最小值的模數差值ΔΗ比兩點之間的距離AL，ΔΗ/AL描述了檢測信號H在檢測方向 L上的變化情況；
(3)分級判斷分級判斷的依據是在經過對大量實際應用中確定的各個級別的油管進行檢測，對 評價參數進行統計分析，得出各級別油管評價參數的統計分布區間，并參考美國石油學會 標準2005 API 5CT套管和油管規范中關于壁厚的標準要求，根據油管其服役狀況和損傷情 況分為三級，包括一級油管可正常使用；二級油管用于對管體要求不嚴格的場合；三級油 管按照報廢進行處理；根據上述分析處理結果生成檢測報表；在上述檢測油管的過程中，一旦第二光電傳感器收集到油管已到達下料位位置信 號時，則油管下檢測線；步驟四、是否檢測下一根油管，若.T.，則返回上述步驟二 ；若.F.，則結束檢測。綜上，采集數據及利用算法分析數據主要是根據需求選取適合的參數，如峰值、 峰峰值、方差等。分級判斷主要是根據現場大量油管采集實驗得出，并參考API 5CT的關于 壁厚的標準要求，最終制定的分級等級較API標準低，如此做法，主要是為了節約資源，在 保證油管井下安全的情況下，最大限度的利用資源。本發明中可以檢測管體、無接箍螺紋和接箍部分管體及螺紋部分內外壁應力集 中、腐蝕、裂紋及偏磨；其檢測速度不低于10米/分鐘；檢測方式為非接觸檢測，對于管體 為半對開，對于接箍為全周檢測。其檢測距離(即傳感器探頭到油管外表面的距離)為 5-10mm ；傳感器響應頻率為1MHz，其靈敏度為0. 8-1. 4mv/0e，檢測管架總長度為20米。盡管上面結合圖對本發明進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方 式，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發 明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發明的保 護之內。
10
權利要求
一種基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置，包括油管傳送單元、油管檢測平臺和控制單元，其特征在于所述油管檢測平臺包括腿架(1)，所述腿架(1)的上方設有千斤頂(2)，千斤頂(2)上方設有位置調整結構，所述位置調整結構上設有兩個磁記憶檢測環，所述兩個磁記憶檢測環，其中，一個是非接觸式八通道油管檢測環(11)，另一個是非接觸式十二通道油管檢測環(10)；所述磁記憶檢測環內設有巨磁阻傳感器，所述巨磁阻傳感器通過設置在一支架筒內的一四連桿式傳感器支架固定在所述磁記憶檢測環內；所述油管傳送單元包括由汽缸(18)帶動的起升架(16)、管架(19)和由管架(19)支撐起來的傳送架(13)，與所述傳送架(13)配合的傳送輪(14)，所述傳動輪(14)由電機(15)帶動，還包括用于接收油管位置信號的第一光電傳感器和第二光電傳感器；所述控制單元包括PC機、通過USB接口與所述PC機連接的采集器(21)、數據存儲及處理模塊、PLC控制器；所述PLC控制器與所述第一光電傳感器和所述第二光電傳感器連接，所述采集器(21)與所述巨磁阻傳感器連接。
2.根據權利要求1所述基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置，其特征在于所述四連 桿式傳感器支架為一平行四邊形鉸鏈四桿機構，設置在該四桿機構兩連架桿(61)與連桿 (62)之間鉸鏈處的扭簧(63)、設置在四桿機構機架(64)上的傳感器容器(65)和設置在連 架桿(61)與機架(64)之間鉸鏈處的滾輪(65)。
3.根據權利要求1所述基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置，其特征在于所述位置 調整結構包括定位槽板(3)，所述定位槽板(3)內設有滑動槽板(12)，所述滑動槽板(12) 上設有滑動底板(6)，所述滑動底板(6)上設有兩個檢測環支撐板；所述定位槽板(3)的底 面與千斤頂(2)固定，所述檢測環支撐板與磁記憶檢測環固定。
4.根據權利要求1所述基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置，其特征在于所述采集 器(21)為DI710數據采集器。
5.根據權利要求1所述基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置，其特征在于所述兩個 磁記憶檢測環的直徑不同。
6.根據權利要求1所述基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置，其特征在于所述油管 檢測平臺安裝有防雨罩。
7.一種基于磁記憶檢測的油管無損檢測方法，其特征在于采用如權利要求1所述檢 測裝置，其中，所述采集器(21)為DI710數據采集器；進行油管無損檢測的步驟如下步驟一、初始化采集器(21)，啟動PLC控制器，所述第一光電傳感器用來收集油管是否 運行到檢測位置信號，所述第二光電傳感器用來收集油管是否到達下料位位置信號；步驟二、若所述第一光電傳感器收集到油管已到達檢測位置，則開始檢測；否則，通過 汽缸(18)的升降和電機(15)帶動傳送輪(14)，使油管到達被檢測位置；步驟三、開始檢測電機(15)帶動傳送輪(14)，傳動輪(14)帶動油管移動，使其穿越 檢測環，檢測環中的巨磁阻傳感器將收集到信號傳送到采集器(21)；通過USB接口或網線或無線聯機將信號傳送至PC機，所述數據存儲及處理模塊對巨磁 阻傳感器信號進行分析處理，包括以下三方面(1)信號降噪處理根據對含噪聲數據的觀察分析，噪聲信號基頻為正弦波，因此采用滑動平均值發進行 降噪處理，設xi (i = l，2，...，n)為原始信號序列，維數為n，滑動窗大小為N，滑動平均值 Yk濾波算法為 (2)評價參數計算a)峰值σ采集波形的最高點和最低點的差值；ο = max (abs (H1), abs (H2), abs (H3)，…，abs (Hn)))(2)峰值反映了工件磁記憶信號幅值波動情況，波動越大，工件損傷程度越大；描述了磁記 憶檢測信號的本質特征，對工件缺陷的檢測信號進行統計分析，可區分工件的總體損傷水 平；b)方差S2反映波形波動大小，方差越小則波動越小，穩定性也越好；方差計算公式為 在磁記憶信號參數分析中，方差是評判工件總體損傷程度的判據；c)鄰域峰峰值Kin鐵磁性金屬表面漏磁場強度的鄰域峰峰值等于磁場強度最大值和 最小值的模數差值ΔΗ比兩點之間的距離AL，ΔΗ/AL描述了檢測信號H在檢測方向L上 的變化情況； (3)分級判斷分級判斷的依據是在經過對大量實際應用中確定的各個級別的油管進行檢測，對評價 參數進行統計分析，得出各級別油管評價參數的統計分布區間，并參考美國石油學會標準 2005 API 5CT套管和油管規范中關于壁厚的標準要求，根據油管其服役狀況和損傷情況分 為三級，包括一級油管可正常使用；二級油管用于對管體要求不嚴格的場合；三級油管按 照報廢進行處理；根據上述分析處理結果生成檢測報表；在上述檢測油管的過程中，一旦第二光電傳感器收集到油管已到達下料位位置信號 時，則油管下檢測線；步驟四、是否檢測下一根油管，若.T.，則返回上述步驟二 ；若.F.，則結束檢測。
全文摘要
本發明公開了一種基于磁記憶檢測的油管無損檢測裝置，包括油管傳送單元、油管檢測平臺和控制單元，油管檢測平臺至少包括位置調整結構，位置調整結構上設有兩個磁記憶檢測環，一個是非接觸式八通道油管檢測環，另一個是非接觸式十二通道油管檢測環；磁記憶檢測環內設有巨磁阻傳感器，巨磁阻傳感器通過設置在一支架筒內的一四連桿式傳感器支架固定在磁記憶檢測環內；還包括用于接收油管位置信號的兩個光電傳感器；控制單元包括通過USB接口與PC機連接的采集器、數據存儲及處理模塊、PLC控制器；PLC控制器與兩個光電傳感器連接，采集器與巨磁阻傳感器連接。本發明既可以檢測出油管存在的宏觀缺陷，又可檢測出油管存在的微觀缺陷，而且還能進行未來危險的預報。
文檔編號F17D5/06GK101915364SQ201010227208
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月15日 優先權日2010年7月15日
發明者劉海慶, 劉英凡, 廉美蓉, 張志富, 徐振廣, 李東翌, 樊建春, 羅坤相 申請人:中國海洋石油總公司;中海油能源發展股份有限公司;中海油能源發展股份有限公司油田建設工程分公司