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基于磁记忆技术的再造抽油杆检测与评估

徐成  
【摘要】:在有杆采油系统中,抽油杆负责传递动力与运动,一旦发生断脱事故,将迫使整个油井停产,造成巨大经济损失。油田中的常用做法是在抽油杆达到使用期限后即进行报废,但其中有些抽油杆仍然可以继续服役,有些经过再制造技术修复后可以继续服役,进而延长使用寿命。抽油杆在工作或装卸等过程中容易产生各种类型及程度的损伤,在报废抽油杆中将有利用价值的部分筛选出来作为再制造的毛坯、对再制造加工后的成品进行质量鉴定,是对抽油杆再制造的重要部分。磁记忆检测作为一门新兴的无损检测技术,不仅能够检测出塑性变形及宏观裂纹,还能有效评价抽油杆的应力集中及微观缺陷,因而在抽油杆的再制造检测方面有广阔的应用前景。 本文通过抽油杆的磁记忆检测实验,分别从梯度、峰峰值、区域信号能量、区域信号强度变化等方面对疲劳载荷状态下的应力集中、微观缺陷及宏观缺陷三种缺陷类型的磁记忆信号特征做了对比分析。 通过本文的研究,分析了疲劳载荷状态下的不同磁记忆信号特征,并且把磁记忆技术与抽油杆典型缺陷类型检测评定结合起来,得出了抽油杆磁记忆信号曲线随疲劳周期增加的变化是往复性的,并且单一特征信号的变化规律无法全面表征缺陷类型。在断裂前磁记忆信号的峰峰值及区域信号能量值增加明显,发生完全断裂的信号特征值变化要高于部分断裂的。通过长时间对磁记忆信号的跟踪检测,发现信号强度衰减程度有限,仍然在磁记忆的检测范围内,而且信号的形貌特征与疲劳结束时的信号非常相似,仍能很好的表征表面或内部缺陷。同时本文在再制造加工及残余应力对抽油杆使用寿命和缺陷部位的影响上进行了研究,发现残余应力对应的磁记忆信号粗糙,峰峰值及梯度值都很大,而机械加工产生的应力集中或微裂纹对信号改变的影响相对较小。 本文利用支持向量机对抽油杆的特征信号进行分类,通过多参数综合评价,实现再制造抽油杆的毛坯筛选与成品质量评估。


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