基于SOPC 的石油S135 钻杆漏磁自动化检测系统

范劲松，崔 跃，叶 苗，李 欢

（中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司重庆气矿，重庆 401120）

S135钻杆是石油、天然气开发过程中的重要钻井机具，可以承受巨大的压力、扭矩和转速，但磁性材料产品的各种缺陷是现代工业机器的严重隐患[1-2]。漏磁检测最初由传统检测演变而来，其原理是在材料周围增加外来磁场，使磁力线在被检测材料中改变磁通路径，检测出具有缺陷的磁性材料。当经过缺陷处时会产生缺陷漏磁场，以判断漏磁场的存在[3]。许志浩基于有限元法检测方钢表面具有裂纹的漏磁场[4]。戴光等通过研究缺陷金属表面与近表面的漏磁场，仿真分析了缺陷参数对漏磁场的影响[5]。此外，国外学者采用非接触式的无线红外激光方法进行检测，但使用此类方法检测钻杆漏磁时误差较大，且检测结果易受温度影响[6-8]。

设计了基于SOPC 的石油S135 钻杆漏磁自动化检测系统，采用互相关测距算法控制，并通过SOPC系统完成，具有精度高、能耗低的特点。该系统基于Ahera 公司的Nios II 概念，在FPGA 上搭建Nios II 双核系统。系统的硬件部分由SOPC 模块、AGC 模块、超声波发收模块、功率放大模块组成。软件部分主要由数据采集模块、数据计算模块、显示模块组成。通过系统测试，可以精准检测石油S135 钻杆的漏磁现象。该系统在检测中存在的测量误差在可接受范围内，在工程应用中具有良好的效果。

1 石油S135 钻杆漏磁检测系统方案设计

1.1 检测方法的确定

石油S135 钻杆漏磁检测方法的形式较多，但每种方法均存在优缺点，需要综合考虑多种因素，如钻杆的材质、检测效率、检测精度等，因此，选择合适的漏磁检测方法极为重要[9]。……