石油鉆桿接頭超聲波檢測方法研究開題報告.doc

中國地質大學長城學院畢業(yè)設計（論文）開題報告學生姓名李博學號05208330專業(yè)班級08機制3班指導教師趙曉順職稱講師單位河北農(nóng)業(yè)大學課題性質設計論文課題來源科研教學生產(chǎn)其它畢業(yè)設計（論文）題目石油鉆桿接頭超聲波檢測方法研究研究目的及其意義：隨著現(xiàn)代社會工業(yè)化程度的高度發(fā)展，石油鉆桿接頭的檢測問題已成為各國亟待解決的大課題。解決這個問題的根本措施在于行進中的石油鉆桿自動跟蹤檢測，在危險距離內進行超聲波檢測。石油鉆桿是油氣井鉆探所用鉆具的主要組成部分,在鉆井時承受著拉伸、壓縮、扭轉彎曲以及沖擊等各種交變應力的作用,其內孔還受到高壓泥漿的沖刷和腐蝕,工況極為復雜，工作條件極其惡劣，因此石油鉆桿接頭的檢測尤為重要。由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而利用超聲波設計的鉆桿接頭檢測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)探測到在盲區(qū)內障礙物的距離和方向。超聲波檢測電路往往比較迅速、方便、易于做到聲光并茂的聽覺和視覺警告，通過實時控制，可以游刃有余地讓工作人員采取必要的動作措施，因此在石油鉆桿接頭的超聲波檢測的研制上，得到了實際的應用效果。石油鉆桿的超聲波檢測系統(tǒng)適用于各種型號的鉆桿接頭，優(yōu)先用于接頭為數(shù)字型，內平型，貫眼型三種。首先運用超聲波管材探傷的一般方法，然后結合石油鉆桿接頭的特殊性，逐步提出解決其探傷問題的特殊方法。該套系統(tǒng)應用了微波雷達技術進行探測。即能夠方便地知道或觀察到以往難以目擊的盲區(qū)中的物體，做到心中有數(shù)，及時防范，從而能集中精力，并采取有效的安全措施。是高科技的產(chǎn)物，它將伴隨微電子、光纖、紅外技術的進步而得到新的發(fā)展。其發(fā)展方向為滿足,進一步增擴探檢測離；降低成本和售價，形成反饋系統(tǒng)，具有極高的使用價值。然后通過超聲波檢測系統(tǒng)的組成和探傷數(shù)據(jù)的顯示方式，并對數(shù)字圖像處理的常用方法進行了簡要的介紹，然后對實際探傷數(shù)據(jù)，根據(jù)本系統(tǒng)探傷的特點，提出了有效的圖像處理和缺陷提取方法。通過對介紹了本探傷系統(tǒng)的應用，對系統(tǒng)實現(xiàn)自動探傷的整體流程作了概括性說明。最后對裝置的整體效果作了客觀的評價，并對其未來的應用領域和改進措施進行了討論。課題從實際的工程項目出發(fā)，逐一解決了接頭檢測存在的難點，最終實現(xiàn)鉆桿接頭的自動、高效檢測。研究現(xiàn)狀：超聲波檢測系統(tǒng)，應用廣泛，目前在市場上呈現(xiàn)了一種各種檔次并存，高低搭配的局面。因為它實用性強，技術成熟，所以發(fā)展很快。從純電路模式到使用高速處理器；從單純轟鳴器報警到顯示器顯示，語音報警。另外安裝使用更加方便，精度及穩(wěn)定性也有極大提高。在現(xiàn)實生活中的作用越來越大。(1)無損檢測技術(11(NDT)，又稱非破壞檢查技術，它是以不損傷被檢測物體為前提，利用材料的物理性質因有缺陷而發(fā)生變化這一事實，通過一定的檢測手段來檢測或測量、顯示和評估相應的變化，從而了解和評價材料、產(chǎn)品、設備構件直至生物等的性質、狀態(tài)或內部結構等等。(2)超聲波檢測技術121是無損檢測技術的一種，它利用超聲波來研究物體內部的結構和缺陷，最早由蘇聯(lián)的薩哈諾夫于1929年提出來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今已經(jīng)比較成熟我國從五十年代開始引進超聲探傷技術對金屬材料及其制品進行探傷?，F(xiàn)在，該技術已在各個工業(yè)部門得到了普遍應用，并產(chǎn)生了大批的專業(yè)技術人員，進行了大量的研究開發(fā)工作，在某些方面已具有較高的水平。我國已經(jīng)制定了各種探傷標準，促進了探傷工業(yè)的逐步規(guī)范化。(3)在四五十年代有了進一步的發(fā)展，它們使用了超聲波探頭、處理器、液晶熒屏顯示器這一代產(chǎn)品較前兩代有了質的飛躍，特別是熒屏顯示的使用表明開始出現(xiàn)動態(tài)顯示系統(tǒng)。超聲波探頭及處理器就開始工作，顯示器上就會出現(xiàn)所檢測的接頭動態(tài)顯示，色彩清晰漂亮，外表美觀，安裝很方便。不過液晶顯示器外觀雖精巧，但靈敏度較高，抗干擾能力不強，所以誤報也較多。(4)在綜合前幾代的優(yōu)點檢測系統(tǒng)則使用超聲波探頭、處理器、魔幻鏡顯示器，采用了最新仿生超聲雷達技術，配以高速電腦控制，可全天候準確地測知石油鉆桿接頭，并以不同等級的聲音提示和直觀的顯示提醒工作人員。免提電話結合起來，并設計了語音功能，是目前市面上比較先進的檢測雷達系統(tǒng)。而且顏色款式多樣，不過造價較高。(5)近些年則使用超聲波探頭、后視攝像機、控制器、監(jiān)視器超聲波信號接入顯示控制器，同時將視頻監(jiān)視子系統(tǒng)中的攝像探頭信號接入顯示控制器，通過安裝的檢測系統(tǒng)顯示控制器的自動切換電路、字符疊加器、微處理器，將顯示控制器的輸出再接入監(jiān)視器，這樣實現(xiàn)自動切換圖像、監(jiān)視、超聲波檢測、自動報警等功能。超聲無損檢測是以超聲波作為采集信息的手段，在不損壞被測對象的情況下探測其內部缺陷的方法。由于超聲波獨特的物理特性(穿透力強、集束性好、信息攜帶量大等)，使其易于實現(xiàn)快速準確的在線無損檢測和無損診斷，因而在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、生物醫(yī)藥和科學研究等方面得到了廣泛的應用。生產(chǎn)超聲波傳感器的主要材料的價格一直居高不下，成為探測器推廣應用的瓶頸。可以預見，隨著新材料、新工藝在探測器制作中的應用，使低價格、高性能的探測器的實現(xiàn)和普及成為可能。由于現(xiàn)在國外的產(chǎn)品技術高，精度高，但是不適合中國的國情，而且價格昂。因此，特此研究一種高性能而且價格低廉的石油鉆桿接頭超聲波檢測系統(tǒng)，來適應當今國內行情。預期結果：完成對石油鉆桿接頭超聲波檢測的方法，熟練掌握單片機及超聲波檢測的相關知識，并且，通過本次畢業(yè)論文的撰寫，會使我的各方面專業(yè)知識都有很大的提升，尤其是對設計的整體把握和資料的查閱整理等方面。研究內容：第一：掌握單片機的基礎知識和超聲波檢測的相關知識第二：系統(tǒng)硬件的電路設計第三：系統(tǒng)軟件的設計第四：超聲波發(fā)射器的選擇第五：通過查閱相關資料，分析影響超聲波檢測的誤差的原因，提高系統(tǒng)精度。研究方案：通過查閱相關資料，進行對超聲波檢測機理和超聲波檢測新型發(fā)展及趨勢的研究。然后在將超聲波檢測應用到石油鉆桿接頭檢測中，以石油鉆桿接頭的具體故障為例展開論述。最后在閱讀中英文文獻資料，研究超聲波用于檢測的原理，并完成對石油鉆桿接頭具體故障的檢測實例研究，最后進行論文撰寫。進度安排：畢業(yè)設計（論文）各階段內容時間安排備注資料的查閱、收集、整理，并撰寫文獻綜述、開題報告、外文資料翻譯12月5日1月20日確定基本設計方案超聲波檢測機理研究1月21日3月1日石油鉆桿接頭實例故障超聲波檢測3月2日3月15日撰寫論文，整理相關表格資料3月16日4月20日準備答辯4月21日5月1日參考文獻：1中國機械工程學會無損檢測學會編無損檢溯概論M北京：機械工業(yè)出版社。19932李文娟.一種基于超聲波的檢測系統(tǒng)設計J.自動化博覽，2007（6）.3應崇福超聲學M北京：科學出版社，19934王曉娟.簡易探測器的設計與實現(xiàn)J.科技信息(科學教研),2008,(04).5中國無損檢測學會超聲波探傷M北京：機械工業(yè)出版社，19876馬崇超聲波110FD檢測技術J華北電力技術，2003,(9)：31-337沈建中超聲波成像技術在無損檢測中的應用J無損檢測，19948章