【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻杆检测，特别涉及一种钻杆实时无损检测装置。
技术介绍
1、石油钻杆是石油勘探、开发和生产中必不可少的工具。石油钻杆的发展历史可以追溯到19世纪中叶，当时使用的是木质钻杆。随着技术的进步，石油钻杆的材料逐渐由木质转向金属，包括铁、钢等。20世纪初，石油钻杆的材料开始采用碳素钢，这种材料在石油钻井中应用广泛，具有良好的强度和可加工性。20世纪50年代，随着深海油气资源的开发，石油钻杆的需求越来越高，同时也对石油钻杆的材料和技术提出了更高的要求。为了满足深海油气开发的需要，石油钻杆开始采用高强度、耐腐蚀的合金钢、不锈钢等材料，并且对钻杆连接螺纹的设计和检测技术进行了进一步的改进。目前，石油钻杆在石油勘探、开发和生产中仍然发挥着重要作用。石油钻杆主要用于地面钻探、水平钻探和海洋钻探等领域，涉及到地质勘探、油气生产和环境监测等多个方面。同时，随着石油钻探技术的不断发展，石油钻杆的应用领域也在不断拓展，例如在井下钻探和油气开采中采用定向钻井技术、水力钻井技术。
2、目前，国内钻杆无损检测技术发展较为活跃，主要包括以下几种技术：超声波检测、磁粉检测、射线检测、磁学检测；国外钻杆无损检测技术也在不断发展和完善，主要包括以下几种技术：超声波检测、电磁感应检测、拉曼光谱检测、红外热成像检测。
3、现有钻杆检测设备均在后方基地，不能在施工现场对钻杆进行实时检测，入井钻进后的钻杆受损情况在起钻后不能及时发现和评估，再次入井存在井控风险，且现有检测设备存在结构复杂，操作难度大，工作效率低等问题，因此，为解决现有钻杆
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种钻杆实时无损检测装置，解决了现有钻杆检测设备因无法对钻杆进行实时检测而造成具有使用局限性和检测效率低的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种钻杆实时无损检测装置，其包括检测单元和带动所述检测单元在空间内自由活动的支撑单元；检测单元包括检测壳体，所述检测壳体的外壁与支撑单元的执行末端固定连接；检测壳体的内部设置有多个外轮廓检测组件和多个缺陷检测组件。
3、本专利技术中一种钻杆实时无损检测装置的原理为：在对钻杆进行无损检测时，通过控制支撑单元带动检测单元套设在钻杆上，同时控制检测单元沿钻杆的轴向方向进行移动的同时，检测单元的多个外轮廓检测组件对钻杆的轴径以及钻杆的表面质量进行检测，多个缺陷检测组件对钻杆的外表面及内部进行检测，实现对钻杆的实时无损检测，提高了整个检测装置的检测效率。
4、进一步地，作为支撑单元的具体设置方式，所述支撑单元包括底座，所述底座的底部设置有万向轮，底座的上端面设置有机械臂，所述机械臂的执行末端设置有用于与所述检测壳体外壁固定连接的连接接头。支撑单元底座和万向轮的设置，便于实现支撑单元以及与支撑单元相连的检测单元的整体移动，便于现场对钻杆进行无损检测。
5、进一步地，作为多个外轮廓检测组件的具体结构和具体布置方式，所述外轮廓检测组件的数量为两个，两个外轮廓检测组件对称设置于所述检测壳体内壁的两侧；每个外轮廓检测组件均包括与检测壳体内壁固定连接的第一支架，每个所述第一支架上设置有相互电性连接的红外轮廓传感器和红外图像传感器；所述红外轮廓传感器和红外图像传感器均用于后端检测设备电性连接。
6、红外轮廓传感器用于测量钻杆的轮廓或者钻杆的直径；红外图像传感器用于测量钻杆的红外辐射并转换成电信号，再通过后端电子检测设备处理成图像。便于对钻杆的损耗或损坏程度进行检测。
7、进一步地，所述检测壳体为中空圆柱结构，所述缺陷检测组件的数量为六个，六个缺陷检测组件以检测壳体的轴线为中心环向间隔均匀设置于检测壳体的圆周内壁上。每个缺陷检测组件均包括与检测壳体圆周内壁固定连接的第二支架，每个所述第二支架上均设置有一个主探头，所述主探头上在xyz方向分别安装一个磁传感器；主探头在第二支架长度方向的两侧均设置有一个磁芯。
8、缺陷检测组件用于对钻杆的外表面及内部进行检测，其原理为磁芯通过给磁芯通电将钻杆磁化，产生磁场，由于当钻杆外表面及内部出现缺陷时，钻杆的表面形成漏磁场，而主探头上的多个磁传感器根据漏磁场的变化，进而检测发现钻杆外表面及内部缺陷，达到对钻杆外表面及内部缺陷检测的目的。漏磁检测的检测原理为：首先利用外加磁场将铁磁性材料进行磁化处理，以达到铁磁性材料的磁饱和状态，随后由于铁磁性材料表面或近表面的缺陷存在，在其上方会产生一个漏磁场，再通过仪器去人为的检测这一变化，最后发现缺陷的无损检测技术，简称 mfl。漏磁场的形成原因主要是:铁磁材料表面和近表面的缺陷或者组织结构的变化导致磁导率发生变化，缺陷处的磁导率很小，磁阻很大，在磁化后磁路中的磁通发生畸变，这样磁感线的流向就会发生变化，这其中会有部分磁通直接通过缺陷或者绕开缺陷，还有部分磁通泄露到表面上空，通过空气绕开缺陷再进入铁磁材料中，这样的过程就形成了漏磁场。
9、进一步地，作为主探头设置在第二支架上的具体方案，所述主探头设置于所述第二支架的中心位置。
10、进一步地，每个所述缺陷检测组件还包括一对沿第二支架长度方向设置在所述主探头两侧的保护轮，所述保护轮与所述第二支架转动连接，保护轮的外轮廓面超出第二支架且与钻杆的外轮廓面接触。
11、进一步地，每个所述第二支架与所述检测壳体的圆周内壁之间设置有至少一根弹簧，所述弹簧的两端分别与第二支架和检测壳体的圆周内壁固定连接，弹簧受压缩后，推动第二支架上的所述保护轮与钻杆的外轮廓面抵紧接触。
12、由于弹簧的设置，当到钻杆发生变径时，第二支架上的所述保护轮与钻杆的外轮廓面抵紧接触，保证缺陷检测组件在钻杆检测中始终保持初始状态，同时实现对检测单元的扶正作用，适应各种大小的钻杆轴径，自动变径，提高检测的精度。
13、进一步地，所述缺陷检测组件设置于所述检测壳体圆周内壁的中部，所述外轮廓检测组件设置于检测壳体圆周内壁的上部；检测壳体圆周内壁的下部设置有刮泥器，所述刮泥器包括多层纵向布置且呈圆环结构的刮泥橡胶板，每层所述刮泥橡胶板的内径均小于钻杆的外径。在整个检测单元对钻杆进行实时检测时，刮泥器将钻杆外轮廓上的泥浆刮除后，外轮廓检测组件和缺陷检测组件对刮除泥浆后的钻杆进行检测，进一步地提高整个检测装置的检测精度。
14、进一步地，所述检测壳体包括均呈半圆圆筒状结构的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体的一端铰接，第一壳体和第二壳体的另一端上设置有相互配合的锁扣；多个所述外轮廓检测组件和多个缺陷检测组件对称设置在第一壳体和第二壳体的圆周内壁上。检测壳体设置为第一壳体和第二壳体，在对钻杆缺陷进行检测时，将第一壳体和第二壳体打开，然后支撑单元中的机械臂将检测单元置于待检测钻杆同轴处，然后关闭第一壳体和第二壳体，并通过锁扣将第一壳体和第二壳体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钻杆实时无损检测装置，其特征在于，包括检测单元和带动所述检测单元在空间内自由活动的支撑单元；检测单元包括检测壳体，所述检测壳体的外壁与支撑单元的执行末端固定连接；检测壳体的内部设置有多个外轮廓检测组件和多个缺陷检测组件。
2.根据权利要求1所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述支撑单元包括底座，所述底座的底部设置有万向轮，底座的上端面设置有机械臂，所述机械臂的执行末端设置有用于与所述检测壳体外壁固定连接的连接接头。
3.根据权利要求1所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述外轮廓检测组件的数量为两个，两个外轮廓检测组件对称设置于所述检测壳体内壁的两侧；
4.根据权利要求3所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述检测壳体为中空圆柱结构，所述缺陷检测组件的数量为六个，六个缺陷检测组件以检测壳体的轴线为中心环向间隔均匀设置于检测壳体的圆周内壁上；
5.根据权利要求4所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述主探头设置于所述第二支架的中心位置。
6.根据权利要求5所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，每
7.根据权利要求6所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，每个所述第二支架与所述检测壳体的圆周内壁之间设置有至少一根弹簧，所述弹簧的两端分别与第二支架和检测壳体的圆周内壁固定连接，弹簧受压缩后，推动第二支架上的所述保护轮与钻杆的外轮廓面抵紧接触。
8.根据权利要求7所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述缺陷检测组件设置于所述检测壳体圆周内壁的中部，所述外轮廓检测组件设置于检测壳体圆周内壁的上部；检测壳体圆周内壁的下部设置有刮泥器，所述刮泥器包括多层纵向布置且呈圆环结构的刮泥橡胶板，每层所述刮泥橡胶板的内径均小于钻杆的外径。
9.根据权利要求1~7任一所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述检测壳体包括均呈半圆圆筒状结构的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体的一端铰接，第一壳体和第二壳体的另一端上设置有相互配合的锁扣；多个所述外轮廓检测组件和多个缺陷检测组件对称设置在第一壳体和第二壳体的圆周内壁上。
10.根据权利要求9所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，多个所述缺陷检测组件的下方设置有刮泥器，所述刮泥器包括多层纵向布置的刮泥橡胶板，每层所述刮泥橡胶板均由两块呈半圆环形结构的刮泥件组成，两块刮泥件分别设置于所述第一壳体和第二壳体的内壁上，两块刮泥件组成一个圆环结构的刮泥橡胶板，刮泥橡胶板的内径小于钻杆的外径。
...【技术特征摘要】
1.一种钻杆实时无损检测装置，其特征在于，包括检测单元和带动所述检测单元在空间内自由活动的支撑单元；检测单元包括检测壳体，所述检测壳体的外壁与支撑单元的执行末端固定连接；检测壳体的内部设置有多个外轮廓检测组件和多个缺陷检测组件。
2.根据权利要求1所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述支撑单元包括底座，所述底座的底部设置有万向轮，底座的上端面设置有机械臂，所述机械臂的执行末端设置有用于与所述检测壳体外壁固定连接的连接接头。
3.根据权利要求1所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述外轮廓检测组件的数量为两个，两个外轮廓检测组件对称设置于所述检测壳体内壁的两侧；
4.根据权利要求3所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述检测壳体为中空圆柱结构，所述缺陷检测组件的数量为六个，六个缺陷检测组件以检测壳体的轴线为中心环向间隔均匀设置于检测壳体的圆周内壁上；
5.根据权利要求4所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，所述主探头设置于所述第二支架的中心位置。
6.根据权利要求5所述的钻杆实时无损检测装置，其特征在于，每个所述缺陷检测组件还包括一对沿第二支架长度方向设置在所述主探头两侧的保护轮，所述保护轮与所述第二支架转动连接，保护轮的外轮廓面超出第二支架且与钻杆的外轮廓面接触。
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗旭，罗豪，李禹，董学成，唐玮，薛喆中，肖秋涵，王丽红，曹书峰，孟昱星，曾磊，姜文博，杨超，陈锐，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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