【正文】 3個(gè)浮動(dòng)自由度來完成的。檢測(cè)探頭由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)沿著被測(cè)鉆桿軸向移動(dòng)對(duì)其進(jìn)行全面掃查檢測(cè)，驅(qū)動(dòng)支撐滾輪內(nèi)置式懸掛安裝 ,這樣使得探頭儀沿被測(cè)鉆桿軸向跨度小 ,從而使得移動(dòng)檢測(cè)探頭儀能夠到達(dá)被測(cè)鉆桿端部極限位 ,減小了檢測(cè)盲區(qū)。磁化器將被 測(cè)鉆桿進(jìn)行局部軸向磁化。 五、主要研究?jī)?nèi)容需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 主要研究?jī)?nèi)容 漏磁檢測(cè)調(diào)節(jié)部分的設(shè)計(jì) : 針對(duì)變徑鉆桿直徑不同的特點(diǎn) ,設(shè)計(jì)了移動(dòng)檢測(cè)探頭儀 ,其結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 .它由檢測(cè)探頭靴組件和探頭儀腔體組成。 發(fā)展趨勢(shì) 使用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控 ，智能管道爬行器 主攻方向 檢測(cè)過程非自動(dòng)化、檢測(cè)結(jié)果很大程度上依賴于人的主觀判斷，以及檢測(cè)效率低下這一現(xiàn)狀 。 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(duì)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(duì)漏磁場(chǎng) Y 分量影響的問題 。國(guó)內(nèi)研究漏磁檢測(cè)技術(shù)的高校主要有清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)等。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)從 90 年代初對(duì)漏磁檢測(cè)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(guó)家。1975 年 , Hwang 和 Lord 采用有限元方法對(duì)漏磁場(chǎng)進(jìn)行分析 , 首次把材料內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)和磁導(dǎo)率與漏磁場(chǎng)幅值聯(lián)系起來。對(duì)于缺陷漏磁場(chǎng)的計(jì)算始于 1966 年 , Shcherbin 和 Zatsepin 兩人采用磁偶極子模型計(jì)算表面開口的無限長(zhǎng)裂紋。 國(guó)外研究概況 國(guó)外對(duì)漏磁檢測(cè)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(cè)量漏磁場(chǎng)的思想 , 但直至 1947 年 Hastings 設(shè)計(jì)了第一套漏磁檢測(cè)系統(tǒng) , 漏磁檢測(cè)才開始受到普遍的承認(rèn)。 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 magization method of magic particle inspect ion 25 p 305 British NDT 1983 [2] D. L. Atherton, Finite element calculations and puter measurements of magic flux leakage patterns for pits. 30 (2) p 159 British Journal of NDT 1988 [3] D. L. Atherton, Magic inspect ion is key to ensuring safe pipelines, 87 (8) Oil and Gas Journals [4] C. Edwards and S. B. Palaer, The p rod magization method of magic particle inspect ion, 25, p 305 British NDT 1983 [5] 沈功田 中國(guó)無損檢測(cè)進(jìn)展 NDT 無損檢測(cè) 中國(guó) 世界 20xx (2) [6] 劉志平 康宜華 武新軍等 儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)傳感器設(shè)計(jì) 無損檢測(cè) 20xx 26 (12) : 612～ 第 2 頁(yè) ( 共 28 頁(yè) ) 615 [7] 李路明 黃松齡 李振星等 鑄鐵件的漏磁檢測(cè)方法 清華大學(xué)學(xué)報(bào) 20xx 42 (4) : 474～ 476 [8] 黃松齡 管道磁化的有限元優(yōu)化設(shè)計(jì) 清華大學(xué)學(xué)報(bào) 20xx 40 (2) : 67～ 69 [9] 李路明 黃松齡 施克仁 漏磁檢測(cè)的交直流磁化問題 清華大學(xué)學(xué)報(bào) 20xx 42 (2) :154～156 四 、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 , 尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 , 儀器的體積越來越小、處理速度越來越快、功能越來越強(qiáng)大。 由于鉆桿是兩頭大中間小的結(jié)構(gòu)，對(duì)于這種特殊結(jié)構(gòu)，為了使檢測(cè)儀器能在鉆桿上順利移動(dòng)檢測(cè)，檢測(cè)儀器機(jī)械部分需要用浮動(dòng)結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)。在工業(yè)上實(shí)用探傷設(shè)備的開發(fā)制造還剛剛起步 , 而隨著質(zhì)量控制技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步我國(guó)對(duì)于漏磁探傷設(shè)備的市場(chǎng)需求將越來越大。漏磁檢測(cè)只限于檢測(cè)鐵磁性材料 , 主要是鐵磁性材料的表面及近表面的檢測(cè)。這里介紹一種有效的檢測(cè)方法 — 漏磁檢測(cè)。 為了提高生產(chǎn)安全效率 ,對(duì)鉆具的損傷情況和預(yù)期壽命有必要做認(rèn)真檢測(cè)。目錄 長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 名 稱 鉆桿漏磁檢測(cè)機(jī)械部分設(shè)計(jì) 題 目 類 別 畢業(yè)論文 學(xué) 院（系） 機(jī)械系 專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)械 0701 開題報(bào)告日期 20xx 年 10 月 30 日 一、題目來源及題目類別 題目名稱 : 鉆桿漏磁檢測(cè)機(jī)械部分設(shè)計(jì) 題目來源 : 生產(chǎn)實(shí)際 畢業(yè)設(shè)計(jì)正文主體 第 1 頁(yè) ( 共 28 頁(yè) ) 題目類別 : 畢業(yè)論文 二、研究目的和意義 石油鉆具在鉆井作業(yè)中 ,要承受拉、扭、壓 彎等多種載荷作用 ,同時(shí)受到泥漿的沖刷和腐蝕 ,服役條件十分苛刻。 預(yù)防鉆桿失效是提高鉆井速度和保障施工安全的重要措施，歷來受到石油及相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜液同F(xiàn)場(chǎng)工作人員的重視。 但是， 通常所用的無損檢測(cè)方法 ,如超聲法、渦流法、磁粉法、滲透法、電磁法和射線法只能發(fā)現(xiàn)鉆具中已有的損傷和缺陷 ,對(duì)已多次下井使用但未產(chǎn)生損傷的鉆具無法預(yù)測(cè)而且 工人勞動(dòng)強(qiáng) 度大， 檢測(cè)速度慢，可靠性差，制約了鉆井速度，而且一些大型油田鉆井工作量大，鉆桿使用及檢測(cè)量大，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法在一定程度 上影響了油田經(jīng)濟(jì)效益的提高。 漏磁無損檢測(cè)技術(shù)在鋼鐵、石油、石化等領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛。該方法具有探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無污染、檢測(cè)靈敏度高、不需要耦合劑、檢測(cè)時(shí)一般不需要對(duì)表面進(jìn)行清洗處理、可以實(shí)現(xiàn)缺陷的初步量化等特點(diǎn)。因此 , 縮小同國(guó)外先進(jìn)的無損檢測(cè)設(shè)備制造水平的差距是當(dāng)前我國(guó)無損 檢測(cè)業(yè)界的重要且緊迫的任務(wù)。具體用連接滾輪和彈簧，利用它們的伸縮性來保證儀器的順利移動(dòng)，從而保證順利檢測(cè)。漏磁檢測(cè)理論研究及探傷系統(tǒng)的傳感器性能、數(shù)據(jù)處理等方面也都有很大的進(jìn)步。 1973 年 , 英國(guó)天然氣公司采用漏磁 法對(duì)其所管轄的一條直徑為 600 mm 的天然氣管道的管壁腐蝕減薄狀況進(jìn)行了在役檢測(cè) , 首次引入了定量分析方法。蘇、日、美、德、英等國(guó)相繼對(duì)這一領(lǐng)域開展研究 , 形成了兩大學(xué)派 , 主要為研究磁偶極子法和有限元法兩大學(xué)派。 Edwards 和 Palaer[4] 推出了 有限長(zhǎng)開口裂紋的三維表達(dá)式 , 從中得出當(dāng)材料的相對(duì)磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于缺陷深寬比時(shí) , 漏磁場(chǎng)強(qiáng)度與缺陷深度呈近似線性關(guān)系的結(jié)論。近年來 , 在國(guó)內(nèi)無損檢測(cè)工作者的共同努力下 , 目前已有許多的高校和研究單位在這方面取得了可喜的成果 ,逐步縮小了與國(guó)際水平的差距。其中華中科技大學(xué)的楊叔子、康宜華、武新軍等 , 在儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)研究 [6]和管道漏 磁無損檢測(cè)傳感器的研制、鋼絲繩的漏磁檢測(cè)等方面進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究工作 , 利用 ANSYS 軟件分析了傳感器勵(lì)磁裝置的參數(shù)對(duì)鋼板局部磁化的影響 , 設(shè)計(jì)了相應(yīng)的漏磁檢測(cè)傳感器等 。 交直流磁化問題 [9] , 畢業(yè)設(shè)計(jì)正文主體 第 3 頁(yè) ( 共 28 頁(yè) ) 針對(duì)漏磁檢測(cè)交流磁化的磁化電流頻率選擇問題 , 分析了磁化頻率的選取原則等等 。軸向裂縫檢測(cè)有一定的困難，而且因漏磁技術(shù)是檢測(cè)管道壁厚的間接檢測(cè)方法，以檢測(cè)的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)直觀顯示管壁的缺陷也比較困難 。探頭儀腔體由磁化器和驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成。檢測(cè)探頭靴組件上安裝有多自由度浮動(dòng)的檢測(cè)探頭芯 ,具有對(duì)鉆桿加厚過渡區(qū)與桿體交界變徑區(qū)域檢測(cè)的適應(yīng)性 ,用于拾取鉆桿全圓周方位的缺陷漏磁信號(hào)。 漏磁檢測(cè)連接部分的設(shè)計(jì) : 第 4 頁(yè) ( 共 28 頁(yè) ) 成整圓周分布的探頭芯由探頭芯連接塊外加彈簧形成浮動(dòng)連接 ,適應(yīng)變經(jīng)區(qū)域的檢測(cè) ,如圖 5 所示 . 關(guān)鍵問題 設(shè)計(jì)永磁 體 [18] [19] [20]與傳感器的連接； 設(shè)計(jì)連接滾輪及彈簧。設(shè)計(jì)了關(guān)節(jié)式浮動(dòng)連接方式來實(shí)現(xiàn) 3個(gè)自由度浮動(dòng)。此浮動(dòng)連接方式結(jié)構(gòu)緊湊 ,防塵效果好。總體思路如下： 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，結(jié)合老師指導(dǎo)對(duì)調(diào)研對(duì)象進(jìn)行初步分析； 參考資料 [21] [22] [23] [24] [25] [26]，了解調(diào)研過程，根據(jù)具體要求對(duì)研究方案進(jìn)行構(gòu)思； 設(shè)計(jì)并畫出設(shè)計(jì)的機(jī)械部分視圖； 對(duì)方案進(jìn)行進(jìn)一步針對(duì)性修改，以增加其直觀性、可行性和實(shí)用性； 六、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須的工作條件 1）圖書館資源、網(wǎng)上資源； 2）傳感器手冊(cè)、液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3）計(jì)算機(jī)， 50 學(xué)時(shí)。基于漏磁工作原理的探傷機(jī)，可以有效檢測(cè)出存在缺陷的鉆具，以減少事故隱患。特別是深井、斜井，鉆桿中微小的缺陷就可能導(dǎo)致井下鉆具事故。漏磁檢