空心抽油杆的超声导波检测.pdfVIP

维普资讯 试 验 研 究 空心抽油杆 的超声导波检测 何存富。李 颖。吴 斌。李隆涛。王秀彦 (北京工业大学机 电学院，北京 100022) 摘 要：利用超声纵向导波对抽油杆缺陷进行检测。将空心抽油杆简化为一管状波导，利用管 道 中的导波频散 曲线，并结合抽油杆的缺陷检测要求，设计 出适合抽油杆缺陷检测的传感器，选择 合适的导波模态对抽油杆表面上宽 1mm、深 1mm的周向槽进行检测，试验结果表明将抽油杆简 化为管状波导是可行的，利用设计的环状传感器激发出纵向轴对称 L(O，2)导波模态，有效检出了 抽油杆表面的缺陷。 关键词：超声检测；导波；抽油杆；纵向模态；频散 曲线；传感器 中图分类号：TG115．28 文献标识码：A 文章编号 ：1000-6656(2005)10—0538-04 UltrasonicInspectionofHollow SuckerRodbyGuidedW aves HECun-fu，LIYing，W1JBin，LILon~ o，WANG Xiu-yan (BeijingUniversityofTechnology，Beijing100022，China) Abstract：Thedefectinahollow suckerrodweredetectedbylongitudinalguidde waves．A hollow suckerrod wassimplifiedtObeacannularwave-guide Meanwhile，atransducerwhichwassuitablefordetectingthedefectina suckerrodwasdesignedaccording tO thedispersecurvesoftheguidedwavesinapipeandtherequirementsof detectingthedefectinasuckerrod．Thenacircumferentialnotchwithlmm widthandlmm depthwasdetectedby suitableguidedwavemod e Itwasshownbyexperimentthatthemethod wasfaesible Thedefectinasuckerrod waseffectivelydetcetdewiththeaxisymmetricallongitudinallmodeL(0，2)generatedbythetransducerdesinged． Keywords：Ultrasonictesting；Guidde wave；Suckerrod ；Longitudinalmode；Dispersecurve；Transducer 抽油杆是有杆泵采油井中必不可少的器件，我 导波检测的最大优点是检测的全面性和低耗 国的原油大部分都是依靠有杆深井泵抽油系统生产 费。超声导波在整个试件 内都有质点的振动，声场 的。尤其是2O世纪 80年代开始，随着我国主要油 遍及试件 的整个壁厚，因此可探测试件壁的整个厚 田进入中后期开采，投入开发的油藏类型越来越复 度。另外由于导波本身的特性 (沿传播路径衰减很 杂，空心抽油杆的需求量剧增。新旧抽油杆投入使 小)，其可以沿试件传播非常远的距离，在较短时间 用前都需要检测。目前，用于抽油杆检测的方法主 内就能完成基于时域信号接收的整个试件的检测。 要有涡流检测和荧光磁粉检测_1]。但 由于它们对 1 管道中的柱面超声导波 被检测抽油杆的材料均有要求，且检测步骤复杂，费 时费力，效率较低，尚待完善。因此，希望有一种省