石油鉆桿接頭超聲波檢測方法研究開題報(bào)告.doc

中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)生姓名李博學(xué)號(hào)05208330專業(yè)班級(jí)08機(jī)制3班指導(dǎo)教師趙曉順職稱講師單位河北農(nóng)業(yè)大學(xué)課題性質(zhì)設(shè)計(jì)論文課題來源科研教學(xué)生產(chǎn)其它畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(huì)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(gè)問題的根本措施在于行進(jìn)中的石油鉆桿自動(dòng)跟蹤檢測，在危險(xiǎn)距離內(nèi)進(jìn)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(shí)承受著拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)彎曲以及沖擊等各種交變應(yīng)力的作用,其內(nèi)孔還受到高壓泥漿的沖刷和腐蝕,工況極為復(fù)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(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而利用超聲波設(shè)計(jì)的鉆桿接頭檢測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)探測到在盲區(qū)內(nèi)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(shí)時(shí)控制，可以游刃有余地讓工作人員采取必要的動(dòng)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(shí)際的應(yīng)用效果。石油鉆桿的超聲波檢測系統(tǒng)適用于各種型號(hào)的鉆桿接頭，優(yōu)先用于接頭為數(shù)字型，內(nèi)平型，貫眼型三種。首先運(yùn)用超聲波管材探傷的一般方法，然后結(jié)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(yīng)用了微波雷達(dá)技術(shù)進(jìn)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(shí)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(shù)的進(jìn)步而得到新的發(fā)展。其發(fā)展方向?yàn)闈M足,進(jìn)一步增擴(kuò)探檢測離；降低成本和售價(jià)，形成反饋系統(tǒng)，具有極高的使用價(jià)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(jìn)行了簡要的介紹，然后對實(shí)際探傷數(shù)據(jù)，根據(jù)本系統(tǒng)探傷的特點(diǎn)，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(yīng)用，對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(píng)價(jià)，并對其未來的應(yīng)用領(lǐng)域和改進(jìn)措施進(jìn)行了討論。課題從實(shí)際的工程項(xiàng)目出發(fā)，逐一解決了接頭檢測存在的難點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)鉆桿接頭的自動(dòng)、高效檢測。研究現(xiàn)狀：超聲波檢測系統(tǒng)，應(yīng)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?yàn)樗鼘?shí)用性強(qiáng)，技術(shù)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(bào)警到顯示器顯示，語音報(bào)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(shí)生活中的作用越來越大。(1)無損檢測技術(shù)(11(NDT)，又稱非破壞檢查技術(shù)，它是以不損傷被檢測物體為前提，利用材料的物理性質(zhì)因有缺陷而發(fā)生變化這一事實(shí)，通過一定的檢測手段來檢測或測量、顯示和評(píng)估相應(yīng)的變化，從而了解和評(píng)價(jià)材料、產(chǎn)品、設(shè)備構(gòu)件直至生物等的性質(zhì)、狀態(tài)或內(nèi)部結(jié)構(gòu)等等。(2)超聲波檢測技術(shù)121是無損檢測技術(shù)的一種，它利用超聲波來研究物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)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(jìn)超聲探傷技術(shù)對金屬材料及其制品進(jìn)行探傷?，F(xiàn)在，該技術(shù)已在各個(gè)工業(yè)部門得到了普遍應(yīng)用，并產(chǎn)生了大批的專業(yè)技術(shù)人員，進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了探傷工業(yè)的逐步規(guī)范化。(3)在四五十年代有了進(jìn)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(zhì)的飛躍，特別是熒屏顯示的使用表明開始出現(xiàn)動(dòng)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(huì)出現(xiàn)所檢測的接頭動(dòng)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(qiáng)，所以誤報(bào)也較多。(4)在綜合前幾代的優(yōu)點(diǎn)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(dá)技術(shù)，配以高速電腦控制，可全天候準(zhǔn)確地測知石油鉆桿接頭，并以不同等級(jí)的聲音提示和直觀的顯示提醒工作人員。免提電話結(jié)合起來，并設(shè)計(jì)了語音功能，是目前市面上比較先進(jìn)的檢測雷達(dá)系統(tǒng)。而且顏色款式多樣，不過造價(jià)較高。(5)近些年則使用超聲波探頭、后視攝像機(jī)、控制器、監(jiān)視器超聲波信號(hào)接入顯示控制器，同時(shí)將視頻監(jiān)視子系統(tǒng)中的攝像探頭信號(hào)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(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換圖像、監(jiān)視、超聲波檢測、自動(dòng)報(bào)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(nèi)部缺陷的方法。由于超聲波獨(dú)特的物理特性(穿透力強(qiáng)、集束性好、信息攜帶量大等)，使其易于實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)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(xué)研究等方面得到了廣泛的應(yīng)用。生產(chǎn)超聲波傳感器的主要材料的價(jià)格一直居高不下，成為探測器推廣應(yīng)用的瓶頸?？梢灶A(yù)見，隨著新材料、新工藝在探測器制作中的應(yīng)用，使低價(jià)格、高性能的探測器的實(shí)現(xiàn)和普及成為可能。由于現(xiàn)在國外的產(chǎn)品技術(shù)高，精度高，但是不適合中國的國情，而且價(jià)格昂。因此，特此研究一種高性能而且價(jià)格低廉的石油鉆桿接頭超聲波檢測系統(tǒng)，來適應(yīng)當(dāng)今國內(nèi)行情。預(yù)期結(jié)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(jī)及超聲波檢測的相關(guān)知識(shí)，并且，通過本次畢業(yè)論文的撰寫，會(huì)使我的各方面專業(yè)知識(shí)都有很大的提升，尤其是對設(shè)計(jì)的整體把握和資料的查閱整理等方面。研究內(nèi)容：第一：掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和超聲波檢測的相關(guān)知識(shí)第二：系統(tǒng)硬件的電路設(shè)計(jì)第三：系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)第四：超聲波發(fā)射器的選擇第五：通過查閱相關(guān)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(guān)資料，進(jìn)行對超聲波檢測機(jī)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(yīng)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(xiàn)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(shí)例研究，最后進(jìn)行論文撰寫。進(jìn)度安排：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容時(shí)間安排備注資料的查閱、收集、整理，并撰寫文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告、外文資料翻譯12月5日1月20日確定基本設(shè)計(jì)方案超聲波檢測機(jī)理研究1月21日3月1日石油鉆桿接頭實(shí)例故障超聲波檢測3月2日3月15日撰寫論文，整理相關(guān)表格資料3月16日4月20日準(zhǔn)備答辯4月21日5月1日參考文獻(xiàn)：1中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)無損檢測學(xué)會(huì)編無損檢溯概論M北京：機(jī)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(shè)計(jì)J.自動(dòng)化博覽，2007（6）.3應(yīng)崇福超聲學(xué)M北京：科學(xué)出版社，19934王曉娟.簡易探測器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.科技信息(科學(xué)教研),2008,(04).5中國無損檢測學(xué)會(huì)超聲波探傷M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19876馬崇超聲波110FD檢測技術(shù)J華北電力技術(shù)，2003,(9)：31-337沈建中超聲波成像技術(shù)在無損檢測中的應(yīng)用J無損檢測，19948章