油管自动检验与监测的实时检测装置。论文主要结构第章绪论论述国内外钻杆检测研究概况及漏磁检测方法研究现状。第二章主要分析了钻杆结构特征方案分析与比较第三章检测机构机械结构设计第章方案分析与比较钻杆结构特征钻杆从进货到报废或失效，般要经历使用前存放使用存放再使用再存放，直到报废或失效这样个过程。在役的钻杆般堆放在管子站或井口支撑架上，以便待用或检测维修，堆放现场般为露天。因而，钻杆的现场检测需在露天进行。钻杆为不规则的构件。为了增加钻杆管体与钻杆接头之间的连接强度，美国石油学会制定了标准钻杆规范对其作出了专门规定，通常将钻杆管体简称为钻杆。钻杆结构示意图如图所示。其结构为两端大接箍，其中端接箍套有外丝扣，另端接箍套有内丝扣，中间为直径较小的杆体，大接箍与中间杆体之间由加厚过渡区衔接起来，以便增强其承受集中应力的能力。两端粗大的接箍采用摩擦焊与杆体对接，形成加厚过渡区。整个钻杆由管体和与管体两端分别连接的钻杆接头组成，连接方式通常为摩擦焊。钻杆管端加厚方式有三种内加厚，即只减小内径，而外径保持不变外加厚，即只增大外径，而内径保持不变内外加厚，即同时减小内径并增大外径。钻杆及其接箍规定钻杆的规格分别为等，长度般为或。为了调节钻柱的长度，还有各种短钻杆。常规钻杆的主要结构参数如表所示。表钻杆主要结构参数钻杆有关参数杆体参数表杆体参数外径名义质量平端质量壁厚钢级加厚端型式加厚端尺寸表加厚端尺寸外径内径最小长度最大长度钢级方案介绍图浮动漏磁漏磁检测仪探头连接部分采用浮动装置，其基本工作原理在钻杆径向安装浮动弹簧，在钻杆向上或是向下运动过程中，由于钻杆直径的变化需要探头位置也不断的随其相应的变化，径向安放弹簧可以实现此目的。钻杆检测前要先进行磁化，每个检测探头两端分别设计安装有个永磁体，利用永磁体对钻杆进行磁化。探头两端均设计安放永磁体可以保证无论钻杆是上提还是下降都可以先磁化后检留下了深深的印象。他的热情，他的执着，更是让我终身难忘。这切将对我以后的学习和工作有很大的帮助。我还要感谢进行毕业设计中期检查的各位领导和机械工程系的其他老师，他们及时的给我指出了毕业设计当中的不足，并且给予我很多完成设计的便利条件。在各位老师和同学的大力帮助下，才使我的毕业设计得以完成。最后，再次对他们给予我的帮助，表示衷心的感谢,并对论文审阅老师的辛勤劳动表示敬意附录晋中学院机械学院毕业设计论文钻杆漏磁检测机械部分设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要钻杆是钻井设备中的重要部件，但经常因缺陷而发生失效事故，导致巨大的经济损失，因此，研究现场堆放状态下钻杆的无损检测方法研制钻杆检测装置具有重要的意义。本文首先分析了钻杆的结构特征缺陷形式及其易发部位，提出了种采用自驱式检测探头配备检测漏磁检测方法，给出了钻杆漏磁检测系统的设计方案，对检测的运动方案工作原理及系统布局的可行性进行了论证。关键词钻杆检测，机械设计，漏磁检测，等，漏磁检测设备有美国公司公司公司等生产的型等。大部分的钻杆漏磁检测设备为固定式，如图所示。此类设备价格昂贵，体积庞大，不易搬动，需要专门的厂房作为其检测场地，且检测盲区大。引进的国外移动式钻杆检测系统，如图等，其检测效率不高。图为美国公司生产的型便携式钻杆漏磁检测设备，该设备检测钻杆时，由于钻杆接头长度不同，探靴开合时距接头台肩的距离长短不齐，又加之探靴开合瞬间产生干扰信号，使钻杆加厚过渡带成为盲区，且检测操作人员劳动强度大，价格昂贵。固定式检测设备小型移动式超声波便携式图常规钻杆检测设备国外研究概况和在年采用有限元方法对磁场进行分析，首次把材料内部场强和磁导率与磁场幅值联系起来。年，和对无限长表面开口裂纹进行了分析，得出了二维表达式等。在国内，年，杨洗陈系统地介绍了国外漏磁场与缺陷相互作用理论的研究进展状况年，张济世采用有限元方法计算了方钢表面裂纹的漏磁场年，于轮元等采用有限元方法对表面和近表面缺陷的漏磁场进行了计算，分析了缺陷形状参数对漏磁场的影响作用。年代初，国家制定了第个漏磁检测标准将漏磁检测纳入了标准检测行列。近年来，在漏磁探伤和磁粉探伤原理方面，仲维畅采用磁偶极子模型进行了大量计算，给出了偶极子场的图像，解释了磁粉在缺陷处分布特点杨叔子康宜华等人对漏磁检测定量原理与技术方面及其应用方面做出了大量的研究，采用线圈与永磁体磁化，霍尔元件与线圈拾取信号，主动式运动与被动式运动相结合的检测方法，在漏磁检测的电磁源检测磁化方法拾取信号方法，机电体化检测设备与系统方面取得了系列研究成果。李路明吴先梅何铺云孙永荪等人也对漏磁检测方法与应用作出了些研究，主要在试验验证及基本设备应用上的研究。基于理论研究的基础之上，产生了系列漏磁检测设备，如美国和公司生产的井口检测系统，用于在采油管提出井口的同时对其进行探伤。美国的公司研制的两种磁探伤装置和，主要用于石油无缝钢管的探伤。其中采用直流磁化探头旋转，用于检测目录摘要目录第章绪论课题研究意义钻杆检测研究现状国内研究现状国外研究概况论文主要结构第章方案分析与比较钻杆结构特征钻杆有关参数方案介绍方案二介绍两种方案比较第章主要装置设计计算概述检测探头设计浮动连接装置设计弹簧的设计计算第章机架的设计机架的基本尺寸的确定架子材料的选择确定主要梁的强度校核参考文献总结与展望致谢第章绪论课题研究意义钻杆在长期服役过程中要长期受拉扭弯曲等交变应力作用，同时钻井液钻井泥浆中溶解的和等腐蚀介质及地层的氧化物等介质使钻杆产生严重的腐蚀。受腐蚀后的钻杆在应力作用下易失效，造成钻柱失效事故。现场调查表明，国外的油气井都不同程度地发生过钻柱井下断裂事故，国内各油田每年也发生钻柱疲劳断裂事故多起，直接经济损失在巨大年全国油气田发生钻柱事故起。四川川东地区在年年间就发生了次钻具井下断裂事故。从年至年，中国海上油田在钻井作业中共有根钻杆发生刺漏现象，刺漏部位般位于距钻杆接头端面，基本上处于钻杆敦粗过渡带。年月年月，塔里木有口刺漏失效井，共次钻杆发生了刺漏，造成了严重的经济损失。其它钻井队也发生的情况。钻杆使用前不检测，无法掌握其损伤程度，不能保证质量，在钻井过程中可能造成刺穿断裂等事故，给钻井生产带来巨大经济损失。钻杆无损检测技术是检测钻杆缺陷实际有效的方法，及时地对钻杆腐蚀缺陷进行检测和控制，加强我国油田用井下钻杆的无损检测，可提高下井钻杆使用的可靠性，是降低钻井工程成本，提高经济效益，促进我国石油战略发展的重要途径。钻杆检测研究现状国内研究现状对钻杆的检测，国内外使用了多种无损检测方法，主要有漏磁法射线法超声法。射线法对表面或近表面的细微裂纹检出率较低，检测周期长，工作量大，对环境和人体容易构成伤害，且检测成本高超声法只能点测，不能对管壁实行全面检测，漏磁检测法是目前公认对管状铁磁性材料最可靠的检测方法，其主要特点检测速度快，检测效果好，操作简单，抗干扰及污染能力强，在各种导磁构件的缺陷检测上得到了广泛的应用。目前，钻杆探伤采用漏磁检测辅以超声检测。杆体与加厚过渡区分别探伤，杆体以漏磁检测为主，加厚过渡区以超声检测为主。超声检测设备有，得当时，可查得初应力的推茬值为，故此初应力值合适。极限工作应力取，则极限工作载荷进行结构设计选定两端钩环，并计算出全部尺寸从略。绘制工作图从略。五承受变载荷的圆柱螺旋压缩拉伸弹簧的设计对于承受变载荷的弹簧，除应按最大载荷及变形仿前进行设计外，还应视具体情况进行如下的强度验算及振动验算强度验算承受变载荷的弹簧般应进行疲劳强度的验算，但如果变载荷的作用次数，或载荷变化的幅度不大时，通常只进行静强度验算。如果上述这两种情况不能明确区别时，则需同时进行两种强度的验算。疲劳强度验算下图所示为弹簧在变载荷作用下的应力变化状态。图中为弹簧的自由长度，和为安装载荷和预压变形量，和为工作时的最大载荷和最大变形量。当弹簧所受载荷在和之间不断循环变化时，则可得弹簧材料内部所产生的最大和最小循环切应力为弹簧在变载荷作用下的应力变化状态对应于上述变应力作用下的普通圆柱螺旋压缩弹簧，应力循环次数时，疲劳强度安全系数计算值及强度条件可按下式计算式中弹簧材料的脉动循环剪切疲劳极限，按变载荷作用次数，由下表弹簧材料的脉动循环剪切疲劳极限表中查取弹簧疲劳强度的设计安全系数，当弹簧的设计计算和材料的机械性能数据精确性高时，取当精确性低时，取。弹簧材料的脉动循环剪切疲劳极限变载荷作用次数注此表适用于高优质钢丝，不锈钢丝，铍青铜和硅青铜丝对喷丸处理的弹簧，表中数值可提高对于硅青铜，不锈钢丝，时的值可取表中为弹簧材料的拉伸强度极限，。静强度验算静强度安全系数计算值的计算公式及强度条件为式中为弹簧材料的剪切屈服极限，静强度的安全系数的选取与进行疲劳强度验算时相同。振动验算承受变载荷的圆柱螺旋弹簧常是在加载频率很高的情况下工作如内燃机汽缸阀门弹簧。为了避免引起弹簧的谐振而导致弹簧的破坏，需对弹簧进行振动验算，以保证其临界工作频率即工作频率的许用值远低于其基本自振频率。圆柱螺旋弹簧的基本自振频率本书已将原书公式中的弹簧质量以代替为式中弹簧的刚度弹簧的质量，。将，的关系式代入上式，并取则式中各符号意义同前，见表。弹簧的基本自振频率因为由于轴的受力完全对称，故点和点的弯矩为受力情况如图所示计算轴的极惯性矩和抗弯截面系数因为材料和轴的是样的，所以，∫所以也设安全系数故﹤因此也可以做出结论转架在安全系数为的情况下也是安全的。所以可以进行制作。参考文献总结与展望通过本次毕业设计，不仅把大学所学到的理论知识很好的运用到毕业设计中，而且培养了自己认真思考的能力，在处理问题时有了新的认识和方法，并加强了和同学之间进行探讨和解决问题的能力。通过对专业