本文選題：抽油桿 + 縱向裂紋　； 參考：《北京交通大學》2017年碩士論文

【摘要】：抽油桿作為采油作業(yè)中的重要部件,在其服役過程中,長期承受腐蝕介質的侵蝕以及不對稱循環(huán)載荷的作用,極易形成橫向或縱向的裂紋,甚至導致斷桿事故。目前關于抽油桿縱向裂紋的檢測裝置結構復雜,制作成本較高。本文針對抽油桿縱向裂紋,進行了漏磁檢測方法研究,在建模、提離值、實驗裝置等方面取得了成果。論文主要工作如下:1.研究了漏磁檢測原理,利用ANSYS建立了徑向磁化、單線圈軸向磁化和雙線圈軸向磁化模型,通過對比抽油桿內部磁化的效果,確立了雙線圈軸向磁化方案。根據電磁場相關理論和有限元分析思想,建立了抽油桿縱向裂紋漏磁檢測的有限元模型,求解并分析了縱向裂紋處的漏磁場分布特征,得出了漏磁場隨外加磁場強度、裂紋尺寸和提離值等的變化趨勢。2.設計了抽油桿縱向裂紋漏磁檢測的實驗裝置,包括雙勵磁線圈的繞制、檢測元件的選定、信號調理電路和采集系統(tǒng)的設計。其中,雙勵磁線圈用于磁化抽油桿,檢測元件用于拾取漏磁場信號,信號調理電路和采集系統(tǒng)用于實現(xiàn)檢測信號的存取。3.對抽油桿的縱向裂紋進行了漏磁檢測實驗研究,并對采集到的缺陷信號進行了小波去噪,有效地保留了缺陷信號的突變特征。分析了提離值對缺陷漏磁信號的影響,提取了裂紋上方缺陷信號的極值,并根據數(shù)據擬合的方法,得到了傳感器提離值與采集信號極值之間的函數(shù)關系。本文設計了一種磁化效果好、結構簡單、成本較低的漏磁檢測方案,從建模、仿真和實驗三個方面進行了研究,實現(xiàn)了對抽油桿縱向裂紋的漏磁檢測。
[Abstract]:Sucker rod, as an important part of oil production, is prone to form transverse or longitudinal cracks and even lead to failure of rod during its service, which is subjected to corrosion and asymmetric cyclic load for a long time. At present, the structure of the detecting device for longitudinal crack of sucker rod is complicated and the production cost is high. In this paper, the magnetic flux leakage detection method for the longitudinal crack of sucker rod is studied, and the results are obtained in the aspects of modeling, lifting the value, and the experimental device. The main work of this paper is as follows: 1. The principle of magnetic flux leakage detection is studied. The models of radial magnetization, single coil axial magnetization and double coil axial magnetization are established by using ANSYS. By comparing the effect of internal magnetization of sucker rod, the scheme of double coil axial magnetization is established. Based on the theory of electromagnetic field and the idea of finite element analysis, a finite element model for magnetic leakage detection of longitudinal crack in sucker rod is established. The distribution characteristics of magnetic leakage field at longitudinal crack are solved and analyzed, and the magnetic leakage field with external magnetic field intensity is obtained. The variation trend of crack size and lift value. An experimental device for magnetic flux leakage detection of longitudinal crack in sucker rod is designed, including the winding of double excitation coil, the selection of detecting elements, the design of signal conditioning circuit and the design of acquisition system. The double excitation coil is used to magnetize the sucker rod, the detection element is used to pick up the leakage magnetic field signal, the signal conditioning circuit and the acquisition system are used to realize the access of the detection signal. 3. The magnetic flux leakage (MFL) detection of the longitudinal crack in the sucker rod is studied experimentally, and the acquired defect signal is de-noised by wavelet transform, which effectively preserves the mutation characteristic of the defect signal. The influence of lift value on defect magnetic flux leakage signal is analyzed, and the extreme value of defect signal above crack is extracted. According to the method of data fitting, the function relationship between sensor lift value and acquisition signal extremum is obtained. In this paper, a magnetic flux leakage detection scheme with good magnetization effect, simple structure and low cost is designed. The magnetic flux leakage detection of longitudinal crack of sucker rod is realized from three aspects: modeling, simulation and experiment.
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE933.2

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本文編號：2019520