CN102494662A

CN102494662A - 油管变形检测装置

Info

Publication number: CN102494662A
Application number: CN2011104255400A
Authority: CN
Inventors: 胡永国; 陈宏利; 林金华; 周传煌
Original assignee: HUAZHIYANG PHOTOELECTRIC SYSTEM CO Ltd WUHAN
Current assignee: HUAZHIYANG PHOTOELECTRIC SYSTEM CO Ltd WUHAN
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-06-13

Abstract

一种油管变形检测装置，包括圆筒状的本体、检测机构和驱动机构，所述检测机构包括固定在本体一个端面上的支架，支架上沿本体径向设有若干滑动轴，每一滑动轴上通过直线轴承设有径向滑块，全部径向滑块围合成圆环状，径向滑块的外缘面设有测量环，在每一滑动轴上、支架与直线轴承之间套有第一压缩弹簧，用于使测量环紧贴待检测油管的内壁；支架上设有若干直线位移传感器，用于检测每一径向滑块的径向位移；所述驱动机构设置于本体内，用于驱动检测装置在待检测油管内轴向移动。本发明中测量环几乎覆盖了待检测油管内壁上的所有点，可通过两次检测实现无盲点检测；且设置了驱动机构，使装置在待检测油管内自动行走，大大减轻了操作人员的劳动强度。

Description

油管变形检测装置

技术领域

本发明涉及油田钻井中敷设的油管，具体地指一种油管变形检测装置。

背景技术

在油田的钻井里敷设管道的过程中，对油管每个截面的直径都有着严格的要求，如果将局部变形后不符合要求的油管敷设于钻井，很可能会导致钻头的断裂而在造成重大事故，因此在敷设油管前需对其进行严格检验。目前通常的做法是：检测工人将绳子从12m油管的一端甩到另一端，拴上近30kg的通规，将通规从油管中拉出，如果通规能够通过，油管即算合格。此外，还需两名工人在油管的两端用皮尺测量管道的长度，另一名工人记录，这种检验方式费时费力，工人的劳动强度也非常大。

在专利文献中，授权公告号为CN 2555395Y的中国实用新型专利《机械式油管内径检测仪》公开了一种油管内径的检测仪器，其缺点一是无驱动机构，必须依靠人工在油管两端拖拽；二是由于其圆周断面只有10个测量点，所以只能检测圆周10个点处的直径，无法实现全断面检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种油管变形检测装置，能够克服上述现有技术的缺陷，使操作人员的劳动强度低，且检测全面。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种油管变形检测装置，它包括圆筒状的本体、检测机构和驱动机构，所述检测机构包括固定在本体一个端面上的支架，支架上沿本体径向设有若干滑动轴，每一滑动轴上通过直线轴承设有径向滑块，全部径向滑块围合成圆环状，径向滑块的外缘面设有测量环，在每一滑动轴上、支架与直线轴承之间套有第一压缩弹簧，用于使测量环紧贴待检测油管的内壁；支架上设有若干直线位移传感器，用于检测每一径向滑块的径向位移；所述驱动机构设置于本体内，用于驱动检测装置在待检测油管内轴向移动。

上述技术方案中，所述驱动机构包括驱动支架、电机、传动结构、驱动轮和从动轮；所述驱动支架固定于本体的一端内壁，驱动支架上通过驱动轮铰链设置驱动轮，驱动支架通过从动轮铰链设置从动轮；电机、传动结构、驱动轮依次连接，用于使驱动轮在电机的驱动下转动；驱动支架与驱动轮、从动轮的轮架之间分别设有第二压缩弹簧，用于使驱动轮、从动轮分别紧贴待检测油管的内壁。

进一步地，所述传动结构为蜗轮蜗杆，蜗杆与所述电机的输出轴连接，同蜗杆啮合的蜗轮与所述驱动轮共轴相连。

上述技术方案中，它还包括辅助行走机构；所述辅助行走机构包括固定于本体内壁的辅助行走支架，辅助行走支架通过片形弹簧设置有至少两个辅助行走轮，辅助行走轮穿过本体上的开口并在片形弹簧的作用力下紧贴待检测油管的内壁。

进一步地，所述片形弹簧与本体内壁间设有行程开关；所述从动轮上设有旋转编码器，用于测量待检测油管的长度。

上述技术方案中，所述径向滑块为大小相同的三至六块。

上述技术方案中，所述测量环的外径与待检测油管的内径相配置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1）测量环几乎覆盖了待检测油管内壁上的所有点，可通过两次检测实现油管变形的无盲点检测；

2）设置了驱动机构，使装置在待检测油管内自动行走，大大减轻了操作人员的劳动强度；

3）行程开关和旋转编码器的设置，实现了油管长度的精确测量。

附图说明

图1为发明一个实施例的剖视结构示意图。

图2为图1装置的俯视图。

图中：1—直线位移传感器，2—径向滑块，3—测量环，4—滑动轴，5—直线轴承，6—辅助行走支架，7—片形弹簧，8—辅助行走轮，9—电机，10—蜗轮蜗杆，11—驱动轮，12—第一压缩弹簧，13—待检测油管，14—支架，15—行程开关，16—第二压缩弹簧，17—从动轮，18—驱动轮铰链，19—从动轮铰链，20—本体，21—驱动支架，22—尾部电缆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本发明的一种油管变形检测装置，包括圆筒状的本体20、检测机构、驱动机构和辅助行走机构，检测机构设置于本体20的一个端面上，驱动机构和辅助行走机构相对设置于本体20内，具体来说：

检测机构包括固定在本体20一个端面上的支架14，支架14上沿本体20径向均匀设有四根滑动轴4，每一滑动轴4上通过直线轴承5设有径向滑块2，四块径向滑块2围合成圆环状，本实施例的径向滑块2即由一圆环沿径向平均切割成四份而成，切割宽度为5mm。在径向滑块2的外缘面固定有测量环3。在每一滑动轴4上、支架14与直线轴承5之间套有第一压缩弹簧12，可将测量环3紧压在待检测油管13的内壁上。支架14上对应每一径向滑块2设有直线位移传感器1，用于检测各径向滑块2的径向位移；

驱动机构包括驱动支架21、电机9、传动结构、驱动轮11和从动轮17。驱动支架21固定于本体20的一端内壁，驱动支架21上通过驱动轮铰链18设置驱动轮11、通过从动轮铰链19设置从动轮17。电机9、传动结构、驱动轮11依次连接，用于使驱动轮11在电机9的驱动下转动。本实施例的传动结构为蜗轮蜗杆10，其蜗杆与电机9的输出轴连接，同蜗杆啮合的蜗轮与驱动轮11共轴相连。在驱动支架21与驱动轮11、从动轮17的轮架之间分别设有第二压缩弹簧16，用于将驱动轮11、从动轮17分别压紧在待检测油管13的内壁上。此外，可在从动轮17上设置旋转编码器，通过测量从动轮17所转的圈数即可精确计算出待检测油管13的长度；

辅助行走机构包括固定于本体20内壁的辅助行走支架6，辅助行走支架6通过片形弹簧7设置有至少两个辅助行走轮8，辅助行走轮8穿过本体20上的开口并在片形弹簧7的作用力下紧贴待检测油管13的内壁，确保整个装置在行走过程中，辅助行走轮8与待检测油管13的内壁保持滚动摩擦。在任一片形弹簧7与本体20内壁间可设置行程开关15，用于检测本装置是否进入或离开待检测油管13。当本检测装置进入待检测油管13时，待检测油管13的内壁将辅助行走轮8压向中心，使行程开关15释放；当本检测装置离开待检测油管13时，辅助行走轮8沿径向向外扩张，使行程开关15闭合。行程开关15的信号用作油管长度检测的起点和终点判断。

本发明的工作原理为：从动轮17和驱动轮11在第二压缩弹簧16的作用下紧压在待检测油管13的内壁上，以提供足够的摩擦力。电机9驱动蜗轮蜗杆10，其蜗轮带动同轴连接的驱动轮11旋转，从而实现整个装置的行走。辅助行走机构通过片形弹簧7和辅助行走轮8保证本检测装置在行走过程与待检测油管13的内壁保持滚动摩擦。检测机构通过测量环3可以感知被待检测油管13内壁的每一断面的直径变化，并通过直线位移传感器1测量出数据。将测量的数据送处理单元进行处理，就可得出该待检测油管13的每一断面的直径，并通过与标准值进行比较，即可判断该待检测油管13是否符合要求。整个装置的供电和信号传输通过尾部电缆22实现。

由于相邻径向滑块2间存在间隔，所以测量环3的一次测量，会存在部分盲点，可通过检测机构相差45°的两次检测过程，实现待检测油管13内壁各断面直径的无盲点检测。

本发明的核心在于径向滑块2及其上测量环3的设置，在移动过程中几乎覆盖了待检测油管13内壁上的所有点，可实现全面检测，并设置了驱动机构，显著降低操作人员的劳动强度。所以，其保护范围并不限于上述实施例。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神，例如：径向滑块2不限于实施例中的四块，采用三至六块径向滑块2围合成圆环状的结构也能够实现本发明技术方案，相应地，滑动轴4、直线位移传感器1的数量和位置也对应调整，为实现无盲点检测，两次检测相差的角度为60°等；根据待检测油管13的不同内径，测量环3的外径可相应地进行系列化配置，以适应不同管径的检测；驱动机构也不限于实施例所述，采用常规井下检测仪器的牵引装置也是可行的；本驱动机构中的传动结构也可采用伞齿轮等，只要能够传递电机9的输出、以带动驱动轮11的转动即可；辅助行走机构有助于整个装置在待检测油管13内行走的稳定性，不设置也是可以的；行程开关15和从动轮17上的旋转编码器也可选择性设置等。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。

Claims

1.一种油管变形检测装置，其特征在于：它包括圆筒状的本体（20）、检测机构和驱动机构，所述检测机构包括固定在本体（20）一个端面上的支架（14），支架（14）上沿本体（20）径向设有若干滑动轴（4），每一滑动轴（4）上通过直线轴承（5）设有径向滑块（2），全部径向滑块（2）围合成圆环状，径向滑块（2）的外缘面设有测量环（3），在每一滑动轴（4）上、支架（14）与直线轴承（5）之间套有第一压缩弹簧（12），用于使测量环（3）紧贴待检测油管（13）的内壁；支架（14）上设有若干直线位移传感器（1），用于检测每一径向滑块（2）的径向位移；所述驱动机构设置于本体（20）内，用于驱动检测装置在待检测油管（13）内轴向移动。

2.根据权利要求1所述的油管变形检测装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动支架（21）、电机（9）、传动结构、驱动轮（11）和从动轮（17）；所述驱动支架（21）固定于本体（20）的一端内壁，驱动支架（21）上通过驱动轮铰链（18）设置驱动轮（11），驱动支架（21）通过从动轮铰链（19）设置从动轮（17）；电机（9）、传动结构、驱动轮（11）依次连接，用于使驱动轮（11）在电机（9）的驱动下转动；驱动支架（21）与驱动轮（11）、从动轮（17）的轮架之间分别设有第二压缩弹簧（16），用于使驱动轮（11）、从动轮（17）分别紧贴待检测油管（13）的内壁。

3.根据权利要求2所述的油管变形检测装置，其特征在于：所述传动结构为蜗轮蜗杆（10），蜗杆与所述电机（9）的输出轴连接，同蜗杆啮合的蜗轮与所述驱动轮（11）共轴相连。

4.根据权利要求1所述的油管变形检测装置，其特征在于：它还包括辅助行走机构；所述辅助行走机构包括固定于本体（20）内壁的辅助行走支架（6），辅助行走支架（6）通过片形弹簧（7）设置有至少两个辅助行走轮（8），辅助行走轮（8）穿过本体（20）上的开口并在片形弹簧（7）的作用力下紧贴待检测油管（13）的内壁。

5.根据权利要求2或3所述的油管变形检测装置，其特征在于：它还包括辅助行走机构；所述辅助行走机构包括固定于本体（20）内壁的辅助行走支架（6），辅助行走支架（6）通过片形弹簧（7）设置有至少两个辅助行走轮（8），辅助行走轮（8）穿过本体（20）上的开口并在片形弹簧（7）的作用力下紧贴待检测油管（13）的内壁。

6.根据权利要求5所述的油管变形检测装置，其特征在于：所述片形弹簧（7）与本体（20）内壁间设有行程开关（15）；所述从动轮（17）上设有旋转编码器，用于测量待检测油管（13）的长度。

7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的油管变形检测装置，其特征在于：所述径向滑块（2）为大小相同的三至六块。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的油管变形检测装置，其特征在于：所述测量环（3）的外径与待检测油管（13）的内径相配置。