Page 112 - 无损检测2023年第十二期

仪器研制

DOI : 10.11973 / ws j c202312014

抽油管缺陷漏磁检测系统设计

汪卫众, 任旭虎, 刘 通, 王智敏, 杨莹莹

( 中国石油大学( 华东)海洋与空间信息学院, 青岛 266580 )

摘 要: 为实现在役抽油管表面和近表面缺陷的高精度检测, 基于漏磁检测机理, 结合多通道
数据同步采集技术, 设计了一款可检测不同类型抽油管缺陷的检测系统。该系统采用阵列差分式
传感器布局及相应的信号调理电路, 首先通过变步长 LMS ( 最小均方算法) 自适应滤波与双传感器
差分结合算法对漏磁信号进行优化, 然后使用自适应阈值缺陷识别与定位算法对抽油管杆体的缺
陷进行识别和定位, 最后基于 QT 程序开发框架设计上位机系统并将计算结果展现在上位机中。
试验结果表明, 该系统可有效检测出油管缺陷位置及数量, 其缺陷检测平均误差在5%以内。

关键词: 漏磁检测; 直流磁化; 阵列布局; LMS自适应滤波; 自适应阈值

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 12-0074-07

Desi g nofma g neticfluxleaka g edetections y stemforoilwelltubin g defects

WANG Weizhon g RENXuhu , LIUTon g WANGZhimin , YANGYin gy in g
,
,

( SchoolofOceanandS p atialInformation , ChinaUniversit y ofPetroleum ( EastChina ), Qin g dao266580 , China )

Abstract : Inordertoachievehi g h- p recisiondetectionofsurfaceandnearsurfacedefectsinin-serviceoilwell

tubin g , adetections y stemthatcandetectdifferentt yp esofoilwelltubin g defectswasdesi g nedbasedonma g netic

fluxleaka g edetection mechanism and multi-channeldatas y nchronizationac q uisitiontechnolo gy .Thes y stem

ado p tedanarra y differentialsensorla y outandcorres p ondin g si g nalconditionin g circuit.Firstl y , thema g neticflux

leaka g esi g nalwaso p timizedthrou g hvariableste p sizeLMS ( minimum means q uareal g orithm ) ada p tivefilterin g

anddualsensordifferentialcombinational g orithm.Then , theada p tivethresholddefectreco g nitionandp ositionin g

al g orithmwasusedtoidentif y andlocatethedefectsoftheoilwellrodbod y .Finall y , theu pp ercom p uters y stem

wasdesi g nedbasedonQTandthecalculationresultswerep resentedintheu pp ercom p uter.Theex p erimental

resultsshowedthatthes y stemcaneffectivel ydetectthelocationandq uantit yofoil p i p edefects , andtheavera g e

errorofdefectdetectionwaswithin5%.

Ke ywords : ma g neticfluxleaka g etestin g ; DC ma g netization ; arra yla y out ; LMSada p tivefilterin g ; ada p tive
threshold
在石油开采过程中, 抽油管长时间在恶劣环境 问题 [ 2 ] 。
中工作, 受腐蚀、 偏磨和外力等影会出现不同程度的 目前, 国内外针对抽油管损伤最常用的检测方
损伤 [ 1 ] 。抽油管损伤可能导致漏失、 断脱甚至油井 法主要有磁粉检测、 射线检测、 超声检测、 涡流检测、
停产, 给油田带来巨大经济和环境损失, 因此, 对抽 漏磁检测等。其中, 磁粉检测只适用于表面检测且
油管缺陷进行检测和评估成为一项亟需解决的 对杂质和涂层较敏感 [ 3 ] ; 射线检测只适用于内部缺
陷检测且对人体有害; 超声检测需液体耦合剂且检
测条件较为严格 [ 4 ] ; 涡流检测受背景磁场影响较大,
收稿日期: 2023-04-25
信号处理困难 [ 5 ] 。与以上检测方法相比, 漏磁检测
基金项目: 国家自然科学基金青年基金资助项目( 52007198 )
作者简介: 汪卫众( 1998- ), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为智 具有成本低、 自动化程度高且无污染等优点 [ 6-8 ] 。

能信息处理、 管道无损检测 目前市面上的漏磁探伤机有美国的 TubePro
通信作者: 任旭虎( 1973- ), 男, 博士, 副教授, rxh@u p c.edu.cn 75 / 4TM 型和英国的 TRITISHGAS 型探伤机等,
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2023年 第45卷 第12期
无损检测