[发明专利]一种柔性电磁涡流传感器、钻杆无损检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种柔性电磁涡流传感器、钻杆无损检测系统及方法，该柔性电磁涡流传感器包括能自由弯曲的柔性电路基板，柔性电路基板上设置有激励线圈和与激励线圈相适配的检测线圈，且柔性电路基板上于每个检测线圈内均设置有镂空区域，检测线圈包括若干个横向检测线圈和若干个竖向检测线圈，每个横向检测线圈内设置横向镂空区域，每个竖向检测线圈内设置竖向镂空区域。上述柔性电磁涡流传感器具有柔性和可弯曲性，不仅能检测多个方向的裂纹，通用性好，检测准确度高，误差小；而且在检测线圈中间设计了镂空区域。使得镂空区域由于涡流产生的热量通过红外线辐射出来，操作员可以通过热成像仪观察热量的变化来检测缺陷。

技术领域

本发明属于钻杆检测技术，尤其是涉及一种柔性电磁涡流传感器、钻杆无 损检测系统及方法。

背景技术

钻杆是石油行业的关键部件，各油田每年用量普遍在几十万米到数百万米 之间。钻杆在井下的受力十分复杂，服役条件苛刻。钻具螺纹在使用的过程中， 受反复拧扣，长期承载交变力，工作环境恶劣等原因，会造成螺纹根部裂纹、 断扣、脱扣、漏蚀以及螺纹区锥度的变化等各种各样的失效形式，严重的会导 致钻杆断裂，给生产和作业带来很大的经济损失。统计表明，钻杆螺纹部位因 螺纹出现裂纹导致钻杆损坏的占50％左右。因此对役前和在役的钻杆螺纹进行 缺陷检测显得非常重要。

现有技术中，主要采用涡流检测、漏磁检测、磁粉检测、磁记忆等电磁检 测方式，但是电磁检测很难快速成像，使得缺陷的定量比较困难。近几年，热 成像检测快速发展，其具备快速成像的能力，并可以通过热扩散提高微裂纹的 检测灵敏度。在传统的涡流检测实施时，合理的增大激励电流，是可以在裂纹 等缺陷周边引起焦耳热现象，这就给我们提供了同时进行热成像检测的可能。 但是传统的涡流传感器并不能贴合在圆柱形的钻杆上，也很难检测多个方向的 裂纹。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性电磁涡流传感器，以解决现有技术中用于 钻杆热成像无损检测的传感器存在无法完全贴合在圆柱形钻杆上的问题。

本发明的另一目的在于提供一种钻杆无损检测系统及方法，以解决现有技 术中钻杆无损检测系统存在无法检测多个方向的裂纹的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种柔性电磁涡流传感器，其包括能自由弯曲的柔性电路基板，所述柔性 电路基板上设置有激励线圈和与所述激励线圈相适配的检测线圈，且所述柔性 电路基板上于每个所述检测线圈内均设置有镂空区域。

特别地，所述检测线圈包括若干个横向检测线圈和若干个竖向检测线圈， 每个横向检测线圈内设置横向镂空区域，每个竖向检测线圈内设置竖向镂空区 域。

特别地，所述镂空区域的形状与所述检测线圈的形状相配合。

一种钻杆无损检测系统，其包括电磁涡流传感器、交流电源、感应电压检 测装置和热成像仪，其中，所述电磁涡流传感器包括能自由弯曲的柔性电路基 板，所述柔性电路基板上设置有激励线圈和与所述激励线圈相适配的检测线圈， 且所述柔性电路基板上于每个所述检测线圈内均设置有镂空区域，所述激励线 圈与所述交流电源电连接，所述感应电压检测装置与所述检测线圈电连接，所 述热成像仪的视场覆盖部分或所有所述镂空区域。

特别地，所述感应电压检测装置采用示波器或涡流检测仪的任一种。

特别地，所述检测线圈包括若干个横向检测线圈和若干个竖向检测线圈， 每个横向检测线圈内设置横向镂空区域，每个竖向检测线圈内设置竖向镂空区 域。

特别地，所述镂空区域的形状与所述检测线圈的形状相配合。

一种上述钻杆无损检测系统的检测方法，其包括：

把电磁涡流传感器附着在圆柱形的钻杆上；

把交流电源与激励线圈相连接；