Waveguide Acoustic Control of Pipes - Billets of Deep Rod Pumps
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2024-3-86-100Keywords:
tubular blanks, Rod waves, torsional waves, waveguide acoustic testing, deep well pumpAbstract
Deep rod pumps are expensive maintenance-free equipment for extracting oil from wells. The exclusion of defective billet pipes from the technological cycle of manufacturing elements of such pumps significantly affects both the cost of their production and the cost of production. A waveguide method is proposed for continuous input testing of tube billets of rod pump cylinders. It does not require scanning and is highly sensitive to both internal and surface defects. An experimental assessment of the sensitivity of the method to defects in the form of an influx located on the outer and inner surfaces of a thick-walled pipe with a diameter of 59.3 mm and a wall thickness of 14 mm was carried out. The echo signal from the artificial reflector decreased by 2 dB when the reflector was moved from the outside of the pipe to the inside. The criteria for rejection of the blank pipe are determined by the signal level at the first reflection R1, at the 8th reflection RN and by the attenuation coefficient b. As a result of flaw detection of billet pipes, a pipe with a significant defect was found. An experimental study of the acoustic properties of a batch of pipes with a diameter of 58 mm in the delivery state was carried out. For the billets of the cylinder of the deep rod pump in the delivery state, the lower acceptance limit for the torsional wave velocity of 3255 m/s has been determined. The influence of technological operations of high tempering and straightening on their acoustic properties is estimated. The possibility of quality control when performing the release operation by the guided wave method is shown. It was revealed that during the tempering procedure, the velocity of the torsional wave increases, on average, by 27 m/s per batch.References
Влияние термической обработки и структурного состояния стали 40Х пруткового сортамента на скорость ультразвуковых волн и коэффициент Пуассона / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, А. Ф. Башарова [и др.] // Сталь. 2020. № 8. С. 63-68. EDN MKTWDN.
Муравьев В. В., Будрин А. Ю., Синцов М. А. Структуроскопия термически обработанных стальных прутков по скорости распространения рэлеевских волн // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18, № 2. С. 37-43. DOI: 10.22213/2410-9304-2020-2-37-43
Муравьева О. В., Злобин Д. В. Акустический тракт метода многократных отражений при дефектоскопии линейно-протяженных объектов // Дефектоскопия. 2013. № 2. С. 43-51. EDN QJGKTJ.
Муравьева О. В., Шихарев П. А., Мурашов С. А. Распространение нормальных акустических волн в валах центробежных насосов с продольными трещинами осевых отверстий // Контроль. Диагностика. 2024. Т. 27, № 1(307). С. 14-29. DOI: 10.14489/td.2024.01.pp.014-029
Стрижак В. А. Искусственный отражатель для настройки дефектоскопа, реализующего акустический волноводный метод контроля композитной арматуры // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2020. Т. 23, № 2. С. 5-15. DOI: 10.22213/2413-1172-2020-2-5-15
Стрижак В. А. Акустический контроль прутков композитной арматуры с учетом процента армирования // Дефектоскопия. 2022. № 10. С. 37-48. DOI: 10.31857/S0130308222100049. EDN BTDEBK.
Технология акустического волноводного контроля насосно-компрессорных труб / О. В. Муравьева, В. А. Стрижак, Д. В. Злобин, С. А. Мурашов, А. В. Пряхин // В мире неразрушающего контроля. 2014. № 4(66). С. 55-60.
Муравьева О. В., Мурашов С. А. Использование крутильных волн при выявлении эксплуатационных дефектов насосных штанг и насосно-компрессорных труб // Вестник Ижевского государственного технического университета. 2011. № 2 (50). С. 149-154. EDN NDKCSD.
Муравьев В. В., Стрижак В. А., Хасанов Р. Р. Особенности программного обеспечения аппаратного комплекса для акустической тензометрии и структуроскопии металлоизделий // Интеллектуальные системы в производстве. 2016. № 2 (29). С. 71-75.
Реализация импульсного метода определения скорости ультразвука с высокой точностью / В. В. Муравьев, Д. В. Злобин, Т. И. Земсков, Г. В. Безрученков, В. В. Сяктерева // Интеллектуальные системы в производстве. 2021. Т. 19, № 2. С. 13-19. DOI: 10.22213/2410-9304-2021-2-13-19
Серебряный В. Н., Мишакин В. В., Гончар А. В. Акустические и рентгенографические параметры текстуры и константы упругости малоуглеродистой стали до и после усталостных испытаний // Деформация и разрушение материалов. 2020. № 2. С. 16-20. DOI: 10.31044/1814-4632-2020-2-16-20. EDN FNOMVX.
Исследование поврежденности образцов из стали 12Х18Н10Т при малоцикловой усталости методами неразрушающего контроля / А. А. Хлыбов, Ю. Г. Кабалдин, Д. А. Рябов, М. С. Аносов, Д. А. Шатагин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87, № 5. С. 61-67. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-5-61-67
Vinogradov S, Cobb A, Fisher J. (2018) New Magnetostrictive Transducer Designs for Emerging Application Areas of NDE. Materials, 11(5):755. Available at: https://doi.org/10.3390/ma11050755
Взаимодействие крутильных волн с продольными трещинами труб / Г. А. Буденков, О. В. Недзвецкая, Д. В. Злобин, С. Мурашов А. // Дефектоскопия. 2006. № 6. С. 57-66. EDN HYJVKD.
Olisa S.C., Khan M.A., Starr A. (2021) Review of current guided wave ultrasonic testing (GWUT) limitations and future directions. Sensors, vol. 21, no. 3, pp. 1-28. DOI: 10.3390/s21030811. EDN BVCYIB.
Факторы, влияющие на эффективность возбуждения крутильных волн при волноводном контроле труб / О. В. Муравьева, С. В. Леньков, В. В. Муравьев, Ю. В. Мышкин, С. А. Мурашов // Дефектоскопия. 2016. № 2. С. 33-41. EDN VXMEDL.
Yung T.Ch., Pang J.S., Abdul M.N., Hamid L.E. Ooi, Tan W.H. (2022) Ultrasonic guided wave testing on pipeline corrosion detection using torsional T(0,1) guided waves. Journal of Mechanical Engineering and Sciences, pp. 9157-9166. DOI: 10.15282/jmes.16.4. 2022.01.0725
Zang X., Xu Zh.D., Lu H., Zhu Ch, Zhang Zh. (2023) Ultrasonic guided wave techniques and applications in pipeline defect detection.International Journal of Pressure Vessels and Piping, vol. 206, pp. 105133. DOI: 10.1016/j.ijpvp.2023.105033
Стрижак В. А. Стенд для определения зависимости скорости стержневой волны от температуры в металлических прутках // Контроль. Диагностика. 2023. Т. 26, № 3 (297). С. 40-49. DOI: 10.14489/td.2023.03.pp.040-049
Дефектоскопия композитной арматуры акустическим волноводным методом / В. А. Стрижак, А. В. Пряхин, Р. Р. Хасанов, Мкртчян С. С. // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 1. С. 78-88. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-78-88
Vinogradov S., Chen X., Cobb A., Fisher Ja. (2023) Applications of Linear Scanning Magnetostrictive Transducers (MST) for Finding Hard-to-Detect Anomalies in Structural Components. Research and Review Journal of Nondestructive Testing, vol. 1, no. 1. DOI: 10.58286/28141. EDN EGIIHO.
Diogo A.R., Moreira B., Gouveia C.A.J., Tavares R.S. (2022) A Review of Signal Processing Techniques for Ultrasonic Guided Wave Testing. Metals, vol. 12, no. 6, pp. 936. DOI: 10.3390/met12060936. EDN LLHMNG.
Акустический волноводный контроль линейно-протяженных объектов : монография / О. В. Му-равьева, В. В. Муравьев, В. А. Стрижак, С. А. Мурашов, А. В. Пряхин. Новосибирск : Изд-во Сибирского отделения РАН, 2017. 234 с. ISBN 978-5-7692-1560-5
Муравьева О. В., Леньков С. В., Мурашов С. А. Крутильные волны, возбуждаемые электромагнитно-акустическими преобразователями, при акустическом волноводном контроле трубопроводов // Акустический журнал. 2016. Т. 62, № 1. С. 117-124. DOI: 10.7868/S032079191506009X. EDN UWEWFB.
Неразрушающий контроль : справочник / В. В. Клюев, В. Ф. Мужицкий, Э. С. Горкунов, В. Е. Щербинин, В. Н. Филинов, А. А. Кеткович, М. В. Филинов, В. И. Матвеев. В 7 т. М. : Машиностроение, 2004. Т. 6. 832 с. ISBN 5-217-03238-3
Акустические и электромагнитные свойства заготовок стволов гражданских ружей / В. В. Муравьев, О. В. Муравьева, Т. Р. Вагапов, В. Е. Макарова, Е. А. Степанова // Интеллектуальные системы в производстве. 2023. Т. 21, № 1. С. 59-70. DOI: 10.22213/2410-9304-2023-1-59-70.
Муравьева О. В., Мышкин Ю. В., Наговицын А. А. К вопросу о повышении эффективности проходного электромагнитно-акустического преобразователя продольных волн // Дефектоскопия. 2023. № 3. С. 3-13. DOI: 10.31857/S0130308223030016.
Выявляемость дефектов муфт насосно-компрессорных труб магнитным, вихретоковым и ультразвуковым многократно-теневым методами контроля / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, М. А. Синцов, Л. В. Волкова // Дефектоскопия. 2022. № 4. С. 14-25. DOI: 10.31857/S0130308222040029. EDN BLAXOE.
Муравьева О. В., Брестер А. Ф., Муравьев В. В. Сравнительная чувствительность информативных параметров электромагнитно-акустического зеркально-теневого метода на многократных отражениях при контроле пруткового проката // Дефектоскопия. 2022. № 8. С. 36-51. DOI: 10.31857/S0130308222080048. EDN BQEKGO.
Применение вихретокового метода для выявления нарушений внутренней структуры в сталях / В. Н. Маликов, П. А. Шмыкова, С. Е. Кистаев [и др.] // Известия Тульского государственного университета Технические науки. 2023. № 9. С. 19-22. DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-19-20. EDN HTDHLB.
Чуанлун В., Мэйсянь В., Дунли Ч. Вихретоковый датчик с двухчастотным возбуждением для обнаружения глубоких трещин // Дефектоскопия. 2020. № 12. С. 65-72. DOI: 10.31857/S0130308220120076. EDN NOOQIE.
Суханов Д. Я., Совпель Е. С. Магнитоиндукционный интроскоп для дефектоскопии металлических объектов // Дефектоскопия. 2015. № 5. С. 56-62. EDN SCKBHN.
Петров К. С., Петров В. В. Математическая модель функции чувствительности магнитоиндукционного датчика на основе астигматического подхода для идентификации дефектов поверхности катания колесных пар в процессе движения их над датчиком // Известия Транссиба. 2022. № 1(49). С. 111-122. EDN NZQUGW.
Хомутов А. С., Муравьев В. В. Выявление дефектов цилиндра глубинно-штангового насоса после ионного азотирования // Интеллектуальные системы в производстве. 2023. Т. 21, № 2. С. 16-26. DOI: 10.22213/2410-9304-2023-2-16-26
Симченко О. Л., Ершова И. В., Чазов Е. Л. Управление эффективностью бизнес-процессов в капитальном ремонте скважин нефтедобывающего предприятия // Вестник Волгоградского государственного университета. Экономика. 2023. Т. 25, № 4. С. 104-119. DOI: 10.15688/ek.jvolsu.2023.4.9
Гупаленко Д. Д., Токарева С. А., Захаров Д. Ю. Разработка ключевых показателей эффективности деятельности управлений аварийно-восстановительных работ и капитального ремонта скважин // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2021. Т. 17, № 1. С. 74-80. DOI: 10.17122/1999-5458-2021-17-1-74-80
Прогнозирование возникновения инцидентов на нагнетательных скважинах с использованием алгоритмов машинного обучения / Р. О. Мехоношин, Т. Ф. Вильданов, К. Е. Кордик, Е. В. Чернобровин, Р. Р. Ямлихин, И. А. Зинатуллин, А. В. Елизаров // Нефтепромысловое дело. 2023. № 9 (657). С. 16-21. DOI: 10.33285/0207-2351-2023-9(657)-16-21
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Виктор Анатольевич Стрижак, Роберт Расилевич Хасанов, Алексей Сергеевич Хомутов, Константин Александрович Торхов, Павел Николаевич Пушин
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
