【正文】 屬于薄壁管，在鉆井過程中承受軸向力、彎矩、離心力、扭轉(zhuǎn)力以及動載的作用，工況條件極其惡劣。s use increases, drills the column rotational speed to enhance, is also getting higher and higher to the drill rod quality39。石油鉆桿（鐵磁性材料）在外加磁場的作用下被磁化，當(dāng)無缺陷時，磁力線絕大部分通過鐵磁性材料，此時在材料內(nèi)部磁力線分布均勻；當(dāng)有缺陷時，由于材料中缺陷的磁導(dǎo)率比鐵磁性材料本身小，致使磁力線發(fā)生彎曲，并具有一部分磁力線泄漏出材料表面，通過檢測該泄漏磁場，就能有效地檢測出缺陷的存在，從而檢測分析石油鉆桿的疲勞損壞情況。如圖所示，檢測探頭通過連接鉸鏈與連接桿連接在裝有浮動彈簧的浮動連接裝置上,為防止檢測探頭轉(zhuǎn)動,把導(dǎo)向連桿桿體部分都設(shè)計成方形，以實現(xiàn)探頭的準(zhǔn)確定位保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。 清華大學(xué)的李路明、黃松齡等研究了管道的漏磁探傷, 鐵鑄件的漏磁探傷方法[7], 采用有限元分析法研究永磁體幾何參數(shù)對管道磁化效果的影響[8] , 分析漏磁探傷中各種量之間的數(shù)值關(guān)系, 如表面裂紋寬度對漏磁場Y分量影響的問題。做好畢業(yè)設(shè)計，前提必須了解研究目的和主攻方向，要進(jìn)行大量的資料收集以及計算機(jī)的輔助設(shè)計，所以需要經(jīng)常去圖書館和機(jī)房查閱資料。 四連桿機(jī)構(gòu) 方案一與方案二最大區(qū)別就是檢測探頭的連接裝置。兩端分別倒角利于檢測探頭在鉆桿上自由順利過渡檢測。1 選材：防腐蝕，耐磨，防止產(chǎn)生電火花，故選用銅合金：硅青銅2 設(shè)計尺寸：1) 長度： 因檢測探頭要保證兩個永磁體中心線之間的距離為:，永磁體長度為：設(shè)計邊界尺寸為： 長度設(shè)計為: 2) 寬度： 永磁體寬度為： 設(shè)計邊界尺寸為： 寬度設(shè)計為:3) 高度： 永磁體高度為： 設(shè)計邊界尺寸為： 壓板厚度為： 高度設(shè)計為： 相關(guān)形狀和尺寸如圖所示： 檢測探頭 具體設(shè)計彈簧選擇圓柱螺旋壓縮彈簧[30]，具體設(shè)計方法和步驟1) 工作時，彈簧所受最大工作載荷為600N，工作環(huán)境有腐蝕性，故選擇材料為1Cr18Ni9，類彈簧，許用切應(yīng)力，許用彎曲應(yīng)力， 彈性模量 ，切變模量 ，此種材料耐腐蝕，耐高溫，有良好的工藝性，適用于小彈簧。 彈簧的有關(guān)參數(shù)如下表： 表32 彈簧參數(shù)表參數(shù)名稱及代號計算公式結(jié)果中徑30mm內(nèi)徑25mm外徑35mm旋繞比 6長細(xì)比 自由長度 110mm工作長度 有效圈數(shù) 總?cè)?shù) 節(jié)距 9mm軸向間距 4mm展開長度 螺旋角 176。對套筒有個很特殊的要求就是內(nèi)壁一定要光滑達(dá)到要求的粗糙度，因為套筒內(nèi)壁直接與連桿的導(dǎo)向部分接觸，連桿要帶動探頭順利移動，就要求摩擦力盡量減小，內(nèi)壁盡量光滑。 如果將支柱安放在距檢測最大外徑處相距處，則支柱中心所在圓的一些 參數(shù)如下：直徑為：周長為：探頭所占長度為：支柱可占長度為：每根支柱可占長度為：顯見：，即實際空間不夠放下設(shè)計尺寸的支柱，需要重新設(shè)計。在被連接件上開有通孔，插入螺栓后在螺栓的另一端擰上螺母。3） 壓板與檢測探頭之間的安裝： 壓板與檢測探頭之間用螺釘連接，采用型4） 壓板與導(dǎo)向連桿之間的安裝： 壓板與導(dǎo)向連桿之間用兩個連接螺釘連接，選用型 浮動連接裝置的安裝問題：1） 浮動彈簧的安裝： 浮動彈簧兩頭磨平，與導(dǎo)向連桿和墊板之間均采用焊接方式連接。 其他安裝問題1） 儀器頂板與儀器外殼之間的安裝： 儀器頂板與儀器外殼之間用的螺栓配合螺母連接安裝。再一次向他表示我的敬意！。3） 儀器與防噴器之間的安裝：儀器與防噴器之間靠螺栓和螺母連接，儀器底板設(shè)計有長的連接空間，利于檢測儀器與其他部件的配合安裝。2） 導(dǎo)向連桿的安裝： 導(dǎo)向連桿上端與檢測探頭壓板之間用連接螺釘連接，中間導(dǎo)向部分與套筒內(nèi)壁采用小間隙配合安裝，下端與彈簧之間是設(shè)計有安裝空間。2）連接套筒用連接螺栓： 因套筒設(shè)計原因，為方便制造，上端采用蓋體與下端的連接，如圖代替通體制造的圖 ， 套筒連接螺栓 螺釘 1）探頭壓板與探頭連接用螺釘： 探頭固定螺釘如圖所示，這種連接的特點是螺釘直接擰入被連接件的螺紋孔中，不用螺母，在結(jié)構(gòu)上比雙頭螺柱連接簡單，緊湊。 如果將支柱安放在距檢測最大外徑處相距處，則支柱中心所在圓的一些 參數(shù)如下： 直徑為：周長為：探頭所占長度為：支柱可占長度為：每根支柱可占長度為： 顯見：，即實際空間不夠放下設(shè)計尺寸的支柱，而且可以看出鉆桿安放空間靠位置外移是不行的，必須改變設(shè)計策略，這里重新設(shè)計每個位置安放兩根支柱，即支柱數(shù)量為，放置情況如圖所示： 支柱2則：每根承重：； Q235的許用壓應(yīng)力： 設(shè)計計算： 由公式直接求出支柱必需的橫截面尺寸：即 校核計算：按公式進(jìn)行校核， 設(shè)計計算合理。由于檢測儀器內(nèi)部空間有限，如果套筒蓋也隨套筒設(shè)計成圓形或是方形，影響支柱的安放空間。而連桿上端的桿體部分則設(shè)計成方形，其目的是防止檢測探頭在檢測過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動，彈簧設(shè)計在前面已經(jīng)敘述過了。重新設(shè)計如下: 重選 則 曲度系數(shù)：彈簧絲直徑： 取 彈簧中徑： 彈簧內(nèi)徑： 彈簧外徑： 彈簧節(jié)距： 彈簧工作圈數(shù)： 取 彈簧自由長度： 取 7）驗算穩(wěn)定性：細(xì)長比 符合兩端固定彈簧的選擇標(biāo)準(zhǔn)，故不需要進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。當(dāng)檢測探頭過渡到鉆桿加厚區(qū)時，浮動彈簧被壓縮，帶動探頭下移，實現(xiàn)對鉆桿大徑的順利檢測。但方案二中彈簧布置在軸向，探頭在變徑區(qū)移動時促使四連桿發(fā)生形變，彈簧連接部位雖然會隨連桿轉(zhuǎn)動而改變方向，但由于彈簧軸向與垂直方向會存在一定的夾角，容易造成彈簧的扭彎變形，影響探頭回彈準(zhǔn)確性和及時性并且影響彈簧的使用壽命。鉆桿檢測前要先進(jìn)行磁化，每個檢測探頭兩端分別設(shè)計安裝有一個永磁體，利用永磁體對鉆桿進(jìn)行磁化。 國外發(fā)展現(xiàn)狀國外對漏磁檢測技術(shù)的研究很早, Zuschlug[1] 于1933 年首先提出應(yīng)用磁敏傳感器測量漏磁場的思想, 但直至 1947年 Hastings 設(shè)計了第一套漏磁檢測系統(tǒng), 漏磁檢測才開始受到普遍的承認(rèn)。 實現(xiàn)鉆桿的有效磁化 鉆桿（鐵磁性材料）在外加磁場的作用下被磁化，當(dāng)有缺陷時，由于材料中缺陷的磁導(dǎo)率比鐵磁性材料本身小，致使磁力線發(fā)生彎曲，并具有一部分磁力線泄漏出材料表面，通過檢測該泄漏磁場，就能有效地檢測出缺陷的存在，從而檢測分析石油鉆桿的疲勞損壞情況。 鉆桿的磁化問題這里在每個探頭上設(shè)計了兩個永磁體對稱分布在檢測探頭的傳感器的兩邊，相距140mm。s examination work.[Keywords]: Drill pipe ，Leakage examination ，Machine design畢業(yè)設(shè)計正文主體本課題來源于生產(chǎn)實踐； 石油鉆桿在油田鉆井工程中，是地面旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)與鉆鋌、鉆頭連接的主要部件，通過它們達(dá)到轉(zhuǎn)盤帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，大鉤帶動鉆頭升降，泥漿送到井底形成循環(huán)，從而實現(xiàn)鉆頭破碎巖層并連續(xù)鉆進(jìn)。隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，為提高機(jī)械鉆速，井下動力鉆具的使用增多，鉆柱轉(zhuǎn)速提高，對鉆桿質(zhì)量的要求也越來越高。如圖4所示,探頭芯由2個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸通過連接桿連接在裝有浮動彈簧的浮動臂上,可以產(chǎn)生2個轉(zhuǎn)動,一個移動自由度浮動,中間通過另一矯正彈簧來對其姿態(tài)進(jìn)行對中復(fù)位,以實現(xiàn)在具有3個自由度的同時還能進(jìn)行姿態(tài)矯正。五、主要研究內(nèi)容需重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路漏磁檢測調(diào)節(jié)部分的設(shè)計:針對變徑鉆桿直徑不同的特點,設(shè)計了移動檢測探頭儀,其結(jié)構(gòu)如圖3 。國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國從90年代初對漏磁檢測技術(shù)進(jìn)行了研究, 其總體技術(shù)水平落后于歐美等發(fā)達(dá)國家。三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱 [1] C. Edwards and S. B. Palaer The p rod magnetization method of magnetic particle inspect ion 25 p 305 British NDT 1983[2] D. L. Atherton, Finite element calculations and puter measurements of magnetic flux leakage patterns for pits. 30 (2) p 159 Bri