基于有限元分析的钻杆漏磁检测探头的优化设计

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钻杆是钻井设备中的重要部件,经常因缺陷而发生失效事故,导致巨大的经济损失。因此,研制便携式在线钻杆检测装置具有重要的意义。漏磁检测是钻杆无损检测的常用方法。由作为能量输入的励磁装置和能量接收的探测装置组成的漏磁检测探头的设计是漏磁检测系统设计的基础和核心。  本文在漏磁检测原理的基础上,采用有限元方法对Ф127mm钻杆漏磁检测探头进行了优化设计。首先,研究了永磁体的径向厚度、轴向长度、磁体间距和磁化间隙、衔铁厚度对钻杆磁化的影响规律,确定了最终的永磁体尺寸;接着分析了提离值和空间磁场对缺陷漏磁信号的影响规律,确定了提离值的最大尺寸,并设计了隔磁装置。最后,对所设计的钻杆漏磁检测探头的实用性进行了实验验证。通过实验得到了与有限元分析结果一致的结论,即能够检测出有效的缺陷信号,达到了优化设计的目的。
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