一种用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置，其包括水箱、水箱垂向跟踪组件、轴向转动跟踪组件、径向转动跟踪组件以及超声探头组件，通过水箱垂向跟踪组件实现对钻杆下母线在垂直方向上跳动的跟踪；轴向转动跟踪组件确保摇臂框架两端的耐磨瓦与钻杆杆体完全贴合，实现超声探头聚焦线对钻杆杆体因在辊轮上抬升或下沉造成的在轴向垂面上的摆动的对准；径向转动跟踪组件使耐磨瓦与钻杆杆体贴合，确保在水平方向上探头聚焦线浮动对准钻杆下母线。上述用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置将聚焦探头准确对准于运动中钻杆的下母线上，保证了超声探伤的稳定性和可靠性，尤其适用于钻杆螺旋前进时的水浸超声探伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钻杆水浸超声探伤技术，尤其是涉及一种用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置。
技术介绍
现代工业进程中，钻杆是用于传递动力、输送泥浆、输送油气的主要工具，具体应用在石油化工等行业。钻杆常处于交变应力并且在与井壁摩擦碰撞的恶劣条件下工作，往往成为整个钻井设备与工具中最薄弱的环节，由裂纹发展至穿孔或者完全断裂时有发生，往往造成严重后果。钻杆裂纹成核、扩站、刺漏等事故及断裂的控制是确保钻杆在钻井中安全运行的重要措施。随着科学技术的进步和现代化发展的需要，对重要设备和部件的性能，尤其是安全性提出了更高的要求。钻杆的质量和性能问题也得到了越来越多的重视，根据相关的行业技术标准，在钻杆生产线上必须进行表面和内部的探伤检测，保证钻杆质量和性能是保证钻井安全生产的重要前提。与其他常规无损检测技术相比，超声检测具有良好的方向性及穿透性、检测精度较高、可以检测表面及内部缺陷、可实现缺陷的精确定位、检测灵敏度高、成本低、对人体无伤害等特点，在钻杆检测方面应用最为广泛。对于钻杆的在线检测生产线而言，钻杆螺旋进给，超声探头固定不动的系统具有结构简单，所需超声换能器较少，机械结构设计制造相对较容易等特点。在实际检测生产线中，钻杆高速螺旋前进时，由于钻杆的管端结箍外径较大，使得钻杆杆体在辊轮上存在轴向垂面上的抬升或下沉，同时伴随产生垂向跳动以及径向浮动，使超声探头的水层厚度不一致，最终导致钻杆缺陷漏检以及误检等问题。因此，保证超声探头的水层厚度一致对避免检测过程中出现缺陷漏检和误检显得至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置，其能够提高检测结果的准确性和精确度，保证钻杆水浸超声探伤的可靠性和稳定性，以解决现有技术中钻杆水浸超声探伤存在的上述问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置，其包括水箱，所述水箱上连接有用于跟踪钻杆下母线在垂直方向上的跳动的水箱垂向跟踪组件，所述水箱垂向跟踪组件带动水箱上下垂向运动，且所述水箱内设置有用于超声探头聚焦线在轴向垂面上与钻杆杆体对准的轴向转动跟踪组件，所述轴向转动跟踪组件上设置有用于超声探头的聚焦线在水平方向上与钻杆下母线的对准的径向转动跟踪组件，所述径向转动跟踪组件包括用于放置待检测钻杆的支撑台，所述待检测钻杆的杆体与所述支撑台完全贴合，且所述径向转动跟踪组件上安装有超声探头组件。特别地，所述的水箱垂向跟踪组件包括支撑架、直线导轨、水箱转接立板、滑块和气缸，所述直线导轨和气缸均安装在支撑架上，所述水箱与水箱转接立板连接固定，所述水箱转接立板在气缸作用下垂向运动带动水箱跟踪钻杆下母线。特别地，所述轴向转动跟踪组件包括摇臂框架、导杆、轴向铰接块以及铰接挡板，所述铰接挡板与轴向铰接块通过铰接轴进行铰接，所述导杆与铰接挡板安装在水箱中，所述摇臂框架连接在轴向铰接块上实现轴向摆动跟踪。特别地，所述径向转动跟踪组件包括作为支撑台的两块耐磨瓦、耐磨瓦支撑板和探头组件安装板，所述两块耐磨瓦分别安装在耐磨瓦支撑板的两侧，所述耐磨瓦的上表面为配合待检测钻杆的弧形面，所述耐磨瓦支撑板通过销轴与摇臂框架铰接实现径向浮动对准。特别地，所述超声探头组件包括超声探头、探头安装板以及探头压板，所述超声探头成对斜向安装在探头安装板上，所述探头压板与探头安装板连接固定，所述超声探头上安装有用于调节超声探头的调节螺钉，所述探头安装板安装在探头组件安装板上。特别地，所述支撑架为一个整体，通过四个安装孔连接固定在机架上，两块支撑板焊接在底板上，支撑板内侧焊接三角支撑板，支撑板和三角支撑板内侧通过筋板连接，所述直线导轨安装在支撑板上，所述气缸安装在底板上。特别地，所述水箱垂向跟踪组件还包括气缸转接板、滑块转接板、滑轨定位块以及水箱限位板，所述气缸通过气缸转接板连接固定在支撑架上，所述滑块通过滑块转接板与气缸的活塞杆连接固定，所述水箱通过水箱转接立板与滑块连接固定，所述水箱转接立板两侧设有用以安装水箱限位板的楔形槽，所述水箱上安装两个直角折弯形的耐磨块，所述耐磨块与待检测钻杆相切。特别地，所述的摇臂框架由四根长形摇臂通过紧定螺钉连接固定成框架式结构，所述摇臂框架分别与铰接块转接板和导杆转接板连接固定。特别地，所述摇臂框架通过螺钉分别与铰接块转接板和导杆转接块连接固定，所述导杆上套有弹簧，所述导杆转接板上开有与导杆配合使用的孔槽，所述铰接块转接板通过销轴与轴向铰接块形成连接，轴向铰接块通过铰接轴与铰接挡板形成铰接。特别地，所述径向转动跟踪组件还包括支撑板连接块和安装板连接块，所述支撑板连接块与耐磨瓦支撑板连接固定，所述安装板连接块与支撑板连接块连接固定，所述探头组件安装板与安装板连接块连接固定，所述耐磨瓦支撑板通过销轴与摇臂框架连接，销轴通过限位螺钉进行轴向限位，径向可转动。本专利技术的有益效果为，与现有技术相比所述用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置具有以下优点：1)能使探头的聚焦线对钻杆下母线实现垂向跳动跟踪、轴向摆动对准以及径向浮动对准，保证了探头超声波始终聚焦在钻杆下母线上，能提高探头检测的灵敏度，以及缺陷检测的可靠性和稳定性；2)结合钻杆检测生产线实际检测流程，该装置在钻杆未进入检测位置时水箱处于起始位置，钻杆进入检测位置时水箱带动超声探头组件进入检测工位，实现钻杆高速前进时的高速检测；3)耐磨瓦规格可针对不同外径的钻杆分别设计，不同外径规格的钻杆都能实现有效检测，通用性较强；4)检测过程操作简便，易于实现高速自动化，降低了检测系统的造价成本,具有广阔的市场应用前景。附图说明图1是本专利技术具体实施方式1提供的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置的工作原理示意图；图2是本专利技术具体实施方式1提供的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置的立体结构示意图；图3是本专利技术具体实施方式1提供的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置的水箱垂向跟踪组件的结构示意图；图4是本专利技术具体实施方式1提供的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置的轴向转动跟踪组件的结构示意图；图5是本专利技术具体实施方式1提供的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置的径向转动跟踪组件的结构示意图；图6是本专利技术具体实施方式1提供的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置的超声探头组件的结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。请参阅图1至图6所示，本实施例中，一种用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置的超声探头采用线聚焦探头，可以用较小的焦点获得更大的侧向声束，可以提高检测效率。两个超声探头51对称安装超声探头组件中。发射探头在激励源作用下产生超声波，超声波声束以水为介质传播，当声束进入钻杆6后，在钻杆6中超声波遇到缺陷后会发生反射，反射波经探头接收再转换成电信号，经接收电路放大、滤波和A/D转换后在计算机数据处理系统上显示。在钻杆探伤过程中，保证超声探头的聚焦线与钻杆6的下母线共面，可提高检测的灵敏度，同时提高缺陷检测的可靠性和稳定性。一种用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置包括水箱1、水箱垂向跟踪组件2、轴向转动跟踪组件3、径向转动跟踪组件4以及超声探头组件5，所述水箱1安装在水箱垂向跟踪组件2中间，通过水箱垂向跟踪组件2实现对钻杆6下母线在垂直方向上跳动的跟踪，同时实现水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置，其特征在于，其包括水箱，所述水箱上连接有用于跟踪钻杆下母线在垂直方向上的跳动的水箱垂向跟踪组件，所述水箱垂向跟踪组件带动水箱上下垂向运动，且所述水箱内设置有用于超声探头聚焦线在轴向垂面上与钻杆杆体对准的轴向转动跟踪组件，所述轴向转动跟踪组件上设置有用于超声探头的聚焦线在水平方向上与钻杆下母线的对准的径向转动跟踪组件，所述径向转动跟踪组件包括用于放置待检测钻杆的支撑台，所述待检测钻杆的杆体与所述支撑台完全贴合，且所述径向转动跟踪组件上安装有超声探头组件。

【技术特征摘要】
1.一种用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置，其特征在于，其包括水箱，所述水箱上连接有用于跟踪钻杆下母线在垂直方向上的跳动的水箱垂向跟踪组件，所述水箱垂向跟踪组件带动水箱上下垂向运动，且所述水箱内设置有用于超声探头聚焦线在轴向垂面上与钻杆杆体对准的轴向转动跟踪组件，所述轴向转动跟踪组件上设置有用于超声探头的聚焦线在水平方向上与钻杆下母线的对准的径向转动跟踪组件，所述径向转动跟踪组件包括用于放置待检测钻杆的支撑台，所述待检测钻杆的杆体与所述支撑台完全贴合，且所述径向转动跟踪组件上安装有超声探头组件。2.根据权利要求1所述的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置，其特征在于，所述的水箱垂向跟踪组件包括支撑架、直线导轨、水箱转接立板、滑块和气缸，所述直线导轨和气缸均安装在支撑架上，所述水箱与水箱转接立板连接固定，所述水箱转接立板在气缸作用下垂向运动带动水箱跟踪钻杆下母线。3.根据权利要求1所述的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置，其特征在于，所述轴向转动跟踪组件包括摇臂框架、导杆、轴向铰接块以及铰接挡板，所述铰接挡板与轴向铰接块通过铰接轴进行铰接，所述导杆与铰接挡板安装在水箱中，所述摇臂框架连接在轴向铰接块上。4.根据权利要求3所述的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置，其特征在于，所述径向转动跟踪组件包括作为支撑台的两块耐磨瓦、耐磨瓦支撑板和探头组件安装板，所述两块耐磨瓦分别安装在耐磨瓦支撑板的两侧，所述耐磨瓦的上表面为配合待检测钻杆的弧形面，所述耐磨瓦支撑板通过销轴与摇臂框架铰接实现径向浮动对准。5.根据权利要求4所述的用于钻杆水浸超声探伤的三级跟踪装置，其特征在于，所述超声探头组件包括超声探头、探头安装板以及探头压板，所述超声探头成对斜向安装在探头安装板上，所述探头压板与探头安装板连接固定，所述超声探头上安...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，濮海明，康宜华，张卓，
申请(专利权)人：华中科技大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32