Устройство для контроля ферромагнитных бурильных труб с замками Советский патент 1988 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано в буровой практике для контроля качества тела ферромагнитных бурильных труб, соединенных в колонну посредством замкового соединения

Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем сокраш,ения не- ;контролируемой зоны труб.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - осциллограммы напряжений блок-схемы при контроле гладкой части трубы с износом и колебаниями зазора; на фиг. 3 - осциллограммы напряжений блок- схемы при проходе замкового соединения и наличии поперечного дефекта, расположенного вблизи соединения.

Устройство содержит магнитный толщиномер, включающий в себя преобразователь 1, намагничивающую систему 2 с опорными роликами 3, преобразователь 4 индукционного дефектоскопа, расположенный в рабочей зоне намагничивающей системы 2 толщиномера, блок 5 обработки сигналов толщиномера, блок 6 обработки сигналов дефектоскопа, регистрирующий прибор 7, последовательно соединенные дифференцирующий блок 8, амплитудный селектор 9 с зоной нечувствительности, к выходу которого подключены блок 10 селекции положительных импульсов и блок 11 селекции отрицательных импульсов, соединенный с их выходами блок 12 управления, подключенный к выходу последнего своим управляющим входом аналоговый ключ 13, с сигнальным входом которого соединен выход блока 6 обработки сигналов дефектоскопа, выход блока 5 обработки сигналов толщиномера подключен к входу дифференцирующего блока 8, а выход аналогового ключа 13 подключен к регистрирующему прибору 7. На фиг. 1 изображена такая контролируемая труба 14 с замком 15.

Устройство работает следующим образом.

При включении тока намагничивающая система 2 притягивается к контролируемой трубе 14 за счет сил магнитного притяжения и центрируется на ней с помощью опорных роликов 3. При спуске или подъеме бурильной колонны труба 14 перемещается относительно преобразователей 1 и 4 толщиномера и дефектоскопа, соответственно. Магнитный поток намагничивающей системы 2 пронизывает контролируемый участок трубы 14, величина этого потока зависит от толщины стенки трубы 14 и зазора между трубой 14 и магнитопроводом магнитной системы 2. Магнитный толщиномер преобразует изменение этого потока в электрический сигнал, так что напряжение на выходе блока 5 обработки сигнала толщиномера v /ажает величину отклонения толщины стенки и зазора от номинальных значений. При контроле гладкой части трубы 14 на выходе блока-5 обработки сигнала толщиномера может присутствовать сигнал и , обусловленный отклонением толщины стенки от номинального значения или износом, и небольщой сигнал U , обусловленный колебаниями зазора. На выходе дифференцирующего блока 8 имеют место выбросы напряжения. Зона нечувстви.. тельности амплитудного селектора 9 несколько больше амплитуды этих выбросов. Напряжение (фиг. 3 в, г. д) на протяжении всего времени контроля гладкой части трубы 14 равно нулю, напряжение на выходе блока 12 управления соответствует

5 включенному состоянию аналогового ключа 13 и сигнал с блока 6 обработки сигнала дефектоскопа беспрепятственно проходить на регистрирующий прибор 7.

При проходе замка 15 через магнитный

Q толщиномер за счет наезда его на опорные ролики 13 и последующего схода с них сначала быстро увеличивается, а затем также быстро уменьшается до номинального значения зазор между магнитопроводом намагничивающей системы 2 и контролируемой

5 трубой 14. Амплитуда U импульса напряжения, получаемая при этом на выходе блока 5 обработки сигнала толщиномера (фиг. 3), в несколько раз больше амплитуды и. сигнала, получаемого в этой же точке при

0 контроле сильно (до 5 мм) изношенного участка трубы 14, а время нарастания и спада этого напряжения соизмеримо с постоянной времени дифференцирующего блока 8. Поэтому на выходе последнего (фиг. 36) появляются большие по амплитуде

5 положительный и отрицательный импульсы, обусловленные нарастанием (наезд замка на опорные ролики) и спадом (сход замка с роликов) сигнала на выходе блока 5 обработки сигнала толщиномера. За время прохода замка 15 через магнитный толщиномер

(фиг. За) наблюдается небольшие по амплитуде и провалы, обусловленные колебаниями зазора между магнитопроводом системы 2 и замком 15 и изменением толщины элементов замка 15. Длительность этих импульсов

5 в несколько раз больще постоянной времени дифференцирующего блока 8, поэтому получаемые на его выходе (фиг. 36) импульсы по амплитуде меньше величины U зоны нечувствительности амплитудного селектора 9, поэтому на выходе последнего (фиг. Зв)

0 присутствуют только положительный и отрицательный импульсы большой амплитуды, обусловленные наездом замка 15 на опорные ролики 3 и сходом с них. На выходе блока 10 селекции положительных импульr сов дифференцирующего блока 8 появляется только первый импульс (фиг. Зг), который поступая на первый вход блока 12 управления, переводит его в состояние, когда его выходное напряжение выключает аналоГОВЫЙ ключ 13, а потому импульсы , ;

наблюдаемые на выходе блока 6 обработки сигнала преобразователи 4 (фиг. Зг) за время прохождения через преобразователи 1 и 4 толщиномера и дефектоскопа замка 15 не проходят на регистрирующий прибор 7. Импульс же Ua ш.. от расположенного вблизи замка 15 поперечного дефекта (если такой присутствует) практически не заметный (фиг. Зж) на фоне импульсов Ua, мп-сл. успевает пройти через ключ 13 его выключения и фиксируется регистрирующим прибором 7 (фиг. 3). Импульс напряжения, наблюдаемый на выходе блока 1 селекции отрицательных импульсов дифференцирующего блока 8 (фиг. Зе) и обусловленный сходом замка 15 с опорных роликов 3, переводит блок 12 управления в состояние, когда его выходное напряжение включает аналоговый ключ 13, выход блока 6 обработки сигнала дефектоскопа снова подключается к регистрирующему прибору 7.

Формула изобретения Устройство для контроля ферромагнитных бурильных труб с замками, содержащее

0

5

0

магнитный толщиномер, включающий в себя намагничивающую систему с опорными роликами, индукционный дефектоскоп, преобразователь которого расположен в рабочей зоне намагничивающей системы толщиномера, блок обработки сигналов толщиномера, блок обработки сигналов дефектоскопа и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повыщения достоверности контроля путем сокращения неконтролируемой зоны труб, оно снабжено последовательно соединенными дифференцирующим блоком и амплитудным селектором, подключенными к выходу амплитудного селектора, блоками селекции положительных и отрицательных импульсов, соединенным с их выходами блоком управления, подключенным к выходу последнего своим управляющим входом аналоговым ключом, выход блока обработки сигналов дефектоскопа соединен с сигнальным входом аналогового ключа, выход блока обработки сигналов толц иномера подключен к входу дифференцирующего блока, а выход аналогового ключа подключен к регистрирующему прибору.

Изобретение относится, к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть исиользовано в буровой практике для контроля качества ферромагнитных бурильных труб, соединенных в колонну но- средство.м замкового соединения. Целью изобретения является новышение достоверZ ; ности контроля за счет сокращения неконт- ;)олируемой зоны . В процессе работы магнитный поток на.магничивающей системы 2 пронизывает контролируе.мый участок трубы 14. На выходе блока 5 обработки сигналов толщиномера напряжения из.ме- няется в зависимости от контролируемой зоны трубы 14 (гладкая часть или замковое соединение). При контроле гладкой части трубы 14 на выходе блока 12 управления напряжение соответствует включенному состоянию аналогового ключа 13 н сигнал с блока 6 обработки сигналов дефектоскопа поступает на регистрирующий прибор 7. При проходе через рабочую зону магнитного толщиномера замка 15 выходной сигнал блока 12 управления выключает аналоговый ключ 13 и сигналы, снимае.мые с блока 6 обработки сигналов дефектоскопа, на регистрирующий прибор 7 не проходят, т.к. регистрация не производится. После прохож дения замка 15 через рабочую зону намагничивающей системы 2 толщиномера устройство переходит в исходное состояние и осуществляется регистрация сигналов дефектоскопа только гладкой части трубы 14. 3 ил. 0 с fS (Л ГчЭ О1 ел .а.

Фиг.2

а

идмс/п

д.

л / / /

Ud.ucfn /

t