一种利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法，其特征在于，包括以下步骤：油管下井时，根据下井的顺序依次对油管进行编号，通过设在液压钳上的扭矩传感器测量上油管和下油管旋接时施加的上扣扭矩并做好记录；下次油管起出井时，液压钳卸开油管使得上油管和下油管脱离连接，并通过设置在液压钳上的扭矩传感器测量卸扣扭矩；将起出的上油管放置在油管存放区，并在每根起出的油管上绑扎条带以对其进行编号；比较上扣扭矩和卸扣扭矩的变化规律，以检测油管接头部位是否发生损伤，并对上扣扭矩和/或扣型进行优化。本发明专利技术的检测方法对于油井作业具有巨大的经济效益，能够极大地降低作业成本。

Using a torque and torque optimization method of shackle tubing operations

The invention relates to a method of using torque and torque optimization of tubing shackle, characterized by comprising the following steps: pipe wells, wells according to the order of the number of tubing, through a torque sensor on the pipe and tubing rotating hydraulic clamp joint applied torque and record; the next up of tube wells, remove the hydraulic clamp tubing tubing and tubing is disconnected, and the torque sensor is arranged in the breakout torque on the hydraulic clamp; the tubing placed out of the storage area in the tubing, and in each out of the tubing binding bands the number of changes; comparison on torque and torque of the shackle to detect tubing joints, is damaged, and the torque and / or buckle type optimization. The detection method of the invention has great economic benefit for the operation of the oil well, and can greatly reduce the operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法
本专利技术涉及一种利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法，适用于油管检测的

技术介绍
油管用于插入油井中以将原油(或天然气)从蓄油层中抽出。每根油管的长度通常在十米，现场作业时需要将油管连接起来使用。每根油管的两端分别设置为公扣和母接接箍的形式，两根油管连接时，将一根油管的公接头放入另一根油管的接箍中并旋紧。油管的作业环境在地下深层，其管身可能会受到腐蚀性介质、高温高压的作用，因此可能会发生损坏。而地下的腐蚀性介质和高温高压又有分层存在的可能性。除此以外，油管的接头也是容易发生泄漏和腐蚀的地方，这是因为接头位置在连接时会发生不可避免的碰撞而受到损伤，而油井中二氧化碳和硫化氢的含量较大。一旦损伤部位暴露在腐蚀性介质中，就会加速其腐蚀，轻则使一根油管损坏，重则使整个油井报废，造成重大的经济损失。如图1所示，在连接两根油管时，通常是利用气动卡盘400将下油管200夹持住，然后在下油管200的顶部安装卡箍300，将上油管100与下油管200的螺纹连接口对齐，并用液压钳500夹持住上油管100和下油管200。夹持下油管200的液压钳的背钳502固定不动，驱动夹持上油管100的液压钳的主钳501旋转，将两者旋接固定。卸扣时的施工过程与此相反。现有技术中一般是根据经验对上油管施加扭矩使两者旋接，这种方法存在很大的弊端。首先，如果施加的扭矩过小，则上油管和下油管无法充分连接，容易发生掉管和泄漏的现象；其次，如果施加的扭矩过大，则容易使上油管和下油管螺纹连接的地方发生强度破坏，导致泄漏、脱落、加快腐蚀等现象的发生。对于油田作业来说，每根特殊油管的成本大约在3万元左右，而一口井少则300-700根油管，一旦发生掉管或泄漏等现象，不仅会增加维修或替换的成本，而且还可能导致整口井的报废，由此会产生几千万甚至上亿元的损失。因此，如何使得油田作业过程中施加的扭矩更加合理、如何验证一直是本领域技术人员亟待解决的问题。申请人在申请号为201710005967.2、题名为“一种带有扭矩传感器的液压钳”的专利技术专利申请中提出了在上扣期间通过设置在卡瓦上的扭矩传感器来检测施加到油管上的上扣扭矩，相对于现有技术中的方法具有一定的进步性。但是缺少验证所施加的扭矩是否合理并对其进行优化找出规律的进一步措施。另一方面，在油管入井时，可以根据下井的顺序依次对油管进行编号(采用计算机编号即可)并做好记录，相邻的两个油管之间通过液压钳进行旋接。在卸扣时，为了检测油管是否损伤以及确定哪根油管损伤，在将油管拔出油井以后，需要对油管逐一进行明确编号并挨个检测，同时统计其上扣时的超扭矩现象的比例，以及扭矩不足使得旋接台阶没有完全对顶的比例，以便更好地改进油管的材质和扣型、上扣扭矩，实现更好的密封效果。现有技术中，为了防止油管堆放混乱而无法准确确定哪根油管(进而推断出多大深度位置处)出现问题，在拔出油管以后会在油管的表面用油漆对油管逐一编号。然而，由于刚拔出的油管表面布满油污，因此油漆很难涂布在油管的表面上，即便是涂布上去，也很容易消失。由此导致油管存放混乱，无法确定井下多深位置处的油管出现了问题，无法对相应深度处油管的扣型和材料做出适应性调整。综上，现有技术中需要一种对油管施加扭矩更加合理的技术，同时又要能够清楚、高效地对起出的油管进行编号。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的上述缺陷，提出了一种利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法。根据本专利技术的方法不仅在下井时检测油管旋接的扭矩，而且在出井时同样检测油管解除旋接的扭矩，将上扣扭矩与卸扣扭矩进行比较，并综合分析所有油管的上扣扭矩和卸扣扭矩以总结扭矩变化的规律，可以对上扣扭矩进行验证、找出规律并做进一步的精确修正。根据本专利技术的利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法，包括以下步骤：(1)油管入井时，根据下井的顺序依次对油管进行编号，将液压钳的主钳夹持在上油管上，背钳夹持在下油管上，驱动液压钳使上油管和下油管旋接，通过设在液压钳上的扭矩传感器测量上油管和下油管旋接时施加的上扣扭矩并做好记录；(2)油管出井时，再次将液压钳的主钳夹持在上油管上，背钳夹持在下油管上，驱动液压钳使得上油管从下油管中脱离连接，并通过设置在液压钳上的扭矩传感器测量卸扣扭矩；(3)将起出的上油管放置在油管存放区，并在每根起出的油管上绑扎条带以对其进行编号；(4)比较上扣扭矩和卸扣扭矩的变化规律，以检测油管接头部位是否发生损伤，并对上扣扭矩和/或扣型进行优化。优选地，油管出井时，在上油管上安装吊箍，利用起吊机将吊箍吊起，待与上油管连接的下油管离开地面一定距离时，放置气动卡盘，以将下油管夹持其中。优选地，所述气动卡盘包括通过销轴相互枢转连接的三个结构相同的子卡盘，每个子卡盘包括卡盘体、卡瓦体和卡座，所述卡瓦体接合在所述卡盘体的内侧，所述卡座接合在所述卡瓦体的内侧，所述卡瓦体上设有轴孔，辊轴通过轴座结合到所述卡瓦体的轴孔中，所述辊轴沿卡瓦体从上到下倾斜布置，使得所述卡座围成的空腔的直径逐渐变小。优选地，所述卡盘体上设有镶座，所述镶座内设有镶块，所述镶块通过螺栓固定在所述镶座内，从而在所述镶块的表面上形成一个可供所述辊轴在其上滚动的倾斜面。优选地，所述倾斜面与竖直轴线之间的夹角为5-12度。更优选地，所述倾斜面与竖直轴线之间的夹角为8度。优选地，当准备卡紧油管时，操纵气缸，通过连杆将所述卡瓦体整体提起，使得所述气动卡盘下端的开口变大，从而使得油管能够顺利通过气动卡盘；当油管上升或下降到需要卡紧的位置时，再次操纵所述气缸使得所述卡瓦体整体下降，所述辊轴沿所述镶块的倾斜表面逐渐滚下，从而将油管卡紧。优选地，所述卡座的内侧安装有卡瓦，所述卡瓦为无压痕卡瓦。采用本专利技术的利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法，能够通过对比上扣扭矩和卸扣扭矩，总结沿油井深度方向上的油管扭矩的变化规律，为后续施工提供参考；同时，通过绑扎条带对起出油管进行编号，使得编号更清楚、更快捷。本专利技术的检测方法对于油井作业具有巨大的经济效益，能够极大地降低作业成本，具有广阔的市场应用前景。附图说明图1是将两根油管连接或解除连接时的作业示意图。图2是本专利技术的液压钳的外观示意图。图3显示了本专利技术的气动卡盘在张开状态下的俯视图。图4显示了本专利技术的气动卡盘的部分分解图。图5显示了本专利技术的气动卡盘的进一步分解图。图6显示了采用本专利技术的气动卡盘卡紧油管前的状态示意图。图7显示了采用本专利技术的气动卡盘卡紧油管后的状态示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。根据本专利技术的利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法，在将油管从油井中起出过程中，通过扭矩测量仪测量将上油管从下油管中旋出过程中液压钳施加的扭矩，即卸扣扭矩。然后，将油管的卸扣扭矩和上扣扭矩进行比较，以验证上扣扭矩的合理性并对其进行优化。由于油管在井下作业会持续一定时间并且会遭遇部分压力，因此当油管起出以后，卸扣扭矩相对于上扣扭矩会发生变化。对于正常连接的部位来说，上扣扭矩和卸扣扭矩的变化会呈现规律性；但是对于油管作业过程中已经造成连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)油管入井时，根据下井的顺序依次对油管进行编号，将液压钳的主钳夹持在上油管上，背钳夹持在下油管上，驱动液压钳使上油管和下油管旋接，通过设在液压钳上的扭矩传感器测量上油管和下油管旋接时施加的上扣扭矩并做好记录；(2)油管起出井时，再次将液压钳的主钳夹持在上油管上，背钳夹持在下油管上，驱动液压钳使得上油管从下油管中脱离连接，并通过设置在液压钳上的扭矩传感器测量卸扣扭矩；(3)将起出的上油管放置在油管存放区，并在每根起出的油管上绑扎条带以对其进行编号；(4)比较上扣扭矩和卸扣扭矩的变化规律，以检测油管接头部位是否发生损伤，并对上扣扭矩和/或扣型进行优化。

【技术特征摘要】
1.一种利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)油管入井时，根据下井的顺序依次对油管进行编号，将液压钳的主钳夹持在上油管上，背钳夹持在下油管上，驱动液压钳使上油管和下油管旋接，通过设在液压钳上的扭矩传感器测量上油管和下油管旋接时施加的上扣扭矩并做好记录；(2)油管起出井时，再次将液压钳的主钳夹持在上油管上，背钳夹持在下油管上，驱动液压钳使得上油管从下油管中脱离连接，并通过设置在液压钳上的扭矩传感器测量卸扣扭矩；(3)将起出的上油管放置在油管存放区，并在每根起出的油管上绑扎条带以对其进行编号；(4)比较上扣扭矩和卸扣扭矩的变化规律，以检测油管接头部位是否发生损伤，并对上扣扭矩和/或扣型进行优化。2.根据权利要求1所述的利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法，其特征在于，油管起出井时，在上油管上安装吊箍，利用起吊机将吊箍吊起，待与上油管连接的下油管离开地面一定距离时，放置气动卡盘，以将下油管夹持其中。3.根据权利要求2所述的利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法，其特征在于，所述气动卡盘包括通过销轴相互枢转连接的三个结构相同的子卡盘，每个子卡盘包括卡盘体、卡瓦体和卡座，所述卡瓦体接合在所述卡盘体的内侧，所述卡座接合在所述卡瓦体的内侧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立中，王军，张建萍，
申请(专利权)人：吴立中，
类型：发明
国别省市：江苏,32