一种钻杆上卸扣方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种钻杆上卸扣方法及装置，用于将上部钻杆与下部钻杆螺纹连接或分离，钻杆上卸扣方法包括：固定下部钻杆；旋转上部钻杆同时对上部钻杆施加举升力，直至上部钻杆的螺纹与下部钻杆的螺纹旋紧或分离。钻杆上卸扣装置包括：上卸扣工具，包括用于固定下部钻杆的固定机构、以及用于旋转上部钻杆的旋转机构；举升装置，用于对上部钻杆施加举升力。本发明专利技术通过在上卸扣过程中对上部钻杆施加举升力，来降低上部钻杆与下部钻杆之间的螺纹接触力，避免上部钻杆完全压在下部钻杆上，能有效保护接头螺纹，降低螺纹损坏率，操作方便，成本低，有助于提高钻井效益。

【技术实现步骤摘要】
一种钻杆上卸扣方法及装置
本专利技术涉及石油天然气钻井
，尤其是一种钻杆上卸扣方法及装置。
技术介绍
在石油天然气钻井过程中，需反复多次起下钻。下钻过程中，需将钻杆逐根用螺纹连接形成长达数千米甚至上万米的钻柱，以连接井口和井底。起钻过程中，需从钻柱的最顶端将钻杆逐根拆卸出来，并依次摆放。目前起下钻作业时，在连接或拆卸钻杆接头螺纹的过程中，上部钻杆完全压在下部钻杆上，即在上卸扣的过程中，螺纹上始终存在与上部钻杆自重相同的接触力，这一接触力与钻杆型号和上部钻杆结构有关，通常，单根作业时上述接触力等于单根钻杆自重，约300kg，立根(即3根单根连在一起)作业时，上述接触力等于3根钻杆的自重之和，接近1t。无论是上扣还是卸扣，接触力方向始终与重力方向相同，这种受力方式会对钻杆接头螺纹产生不利影响，特别是当螺纹上沾有污垢或接头未对正时，螺纹容易损坏，从而导致钻杆报废。近年来，随着钻井向深井、超深井方向发展，钻井过程中使用的钻杆数量越来越多，螺纹损坏事故的危害程度逐渐上升；此外，天然气井钻进过程中，要求钻杆接头具有良好的密封性，螺纹损坏容易诱发井涌、井喷等恶劣的井下复杂情况。为解决上述问题，目前常采用的一种方法是，采用更高强度的钻杆，并对钻杆接头做特殊处理，来避免螺纹过早损坏，但这会大大提高了材料成本，另一种方法是，降低上卸扣速度，严格对正接头螺纹，但应用效果并不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钻杆上卸扣方法及装置，以保护接头螺纹，降低螺纹损坏率。为达到上述目的，本专利技术提出一种钻杆上卸扣方法，用于将上部钻杆与下部钻杆螺纹连接或分离，其包括：固定所述下部钻杆；旋转所述上部钻杆同时对所述上部钻杆施加举升力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹旋紧或分离。如上所述的钻杆上卸扣方法，其中，所述旋转所述上部钻杆同时对所述上部钻杆施加举升力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹旋紧或分离，包括：将所述上部钻杆与所述下部钻杆螺纹连接时，从所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹接触开始，旋转所述上部钻杆同时对所述上部钻杆施加小于所述上部钻杆重力的举升力，使所述上部钻杆对所述下部钻杆的螺纹产生预压力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹旋紧；将螺纹连接的所述上部钻杆与所述下部钻杆分离时，旋转所述上部钻杆同时对所述上部钻杆施加大于所述上部钻杆重力的举升力，使所述上部钻杆对所述下部钻杆的螺纹产生预拉力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹分离。如上所述的钻杆上卸扣方法，其中，所述预压力与所述上部钻杆重力的比值不大于1/10，所述预拉力与所述上部钻杆重力的比值不大于1/10。如上所述的钻杆上卸扣方法，其中，所述钻杆上卸扣方法还包括：将所述上部钻杆与所述下部钻杆螺纹连接时，在所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹接触之前，举升所述上部钻杆并获取所述上部钻杆的重力，同时对所述上部钻杆施加与所述上部钻杆的重力相等的举升力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹上下对正并相接触。本专利技术还提出一种钻杆上卸扣装置，用于将上部钻杆与下部钻杆螺纹连接或分离，其包括：上卸扣工具，包括用于固定所述下部钻杆的固定机构、以及用于旋转所述上部钻杆的旋转机构；举升装置，用于对所述上部钻杆施加举升力。如上所述的钻杆上卸扣装置，其中，所述钻杆上卸扣装置还包括用于测量所述上部钻杆的重力的力传感器、以及用于控制所述举升装置的举升力的控制装置，所述控制装置与所述力传感器和所述举升装置分别电连接，所述控制装置根据所述力传感器测得的所述上部钻杆的重力控制所述举升装置对所述上部钻杆施加的举升力。如上所述的钻杆上卸扣装置，其中，所述钻杆上卸扣装置还包括用于测量所述上部钻杆与所述下部钻杆的相对位置的位置传感器，所述位置传感器与所述控制装置电连接。如上所述的钻杆上卸扣装置，其中，所述举升装置为悬吊装置，所述悬吊装置能与所述上部钻杆连接，并能向上提拉所述上部钻杆。如上所述的钻杆上卸扣装置，其中，所述举升装置为液压缸，所述液压缸与所述旋转机构连接，并能驱动所述旋转机构上下移动，所述液压缸通过向上推顶所述旋转机构对所述上部钻杆施加举升力。如上所述的钻杆上卸扣装置，其中，所述上卸扣工具为液压大钳、铁钻工或顶驱背钳，所述固定机构为背钳，所述旋转机构为主钳，所述主钳能上下移动地与所述背钳连接。本专利技术的钻杆上卸扣方法及装置的特点和优点是：本专利技术通过在上卸扣过程中对上部钻杆施加举升力，来降低上部钻杆与下部钻杆之间的螺纹接触力，避免上部钻杆完全压在下部钻杆上，能有效保护接头螺纹，降低螺纹损坏率，操作方便，成本低，有助于提高钻井效益。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1是本专利技术的钻杆上卸扣方法的一个具体实施例中的上扣流程图；图2是本专利技术的钻杆上卸扣方法的一个具体实施例中对第一根上部钻杆卸扣的卸扣流程图；图3是本专利技术的钻杆上卸扣方法的一个具体实施例中对第二根及后续上部钻杆卸扣的卸扣流程图；图4是本专利技术的钻杆上卸扣装置的一个实施例的示意图。主要元件标号说明：1、上部钻杆；11、上部钻杆接头；2、下部钻杆；21、下部钻杆接头；3、固定机构；4、旋转机构。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。在本专利技术的描述中，上部钻杆指的是相连接的两根钻杆中位于上方的钻杆，下部钻杆指的是相连接的两根钻杆中位于下方的钻杆，其中的“上部”和“下部”仅用于限定任意两根相连接的钻杆之间的相对位置，而不是指示或暗示钻杆必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1、图2、图3所示，本专利技术提供一种钻杆上卸扣方法，用于将上部钻杆1与下部钻杆2螺纹连接或分离，钻杆上卸扣方法包括：步骤S100：固定下部钻杆2；步骤S200：旋转上部钻杆1(旋扣)同时对上部钻杆1施加方向向上的举升力，直至上部钻杆1的螺纹与下部钻杆2的螺纹旋紧(紧扣)或分离。本专利技术通过在上卸扣过程中对上部钻杆1施加举升力，来降低上部钻杆1与下部钻杆2之间的螺纹接触力，避免上部钻杆1完全压在下部钻杆2上，能有效保护接头螺纹，降低螺纹损坏率，操作方便，成本低，有助于提高钻井效益。具体是，上部钻杆1的下端具有上部钻杆接头11，上部钻杆接头11上具有螺纹，下部钻杆2的上端具有下部钻杆接头21，下部钻杆接头21上具有与上部钻杆1接头11配合的螺纹，上部钻杆1和下部钻杆2通过上部钻杆接头11与下部钻杆接头21螺纹连接。在一个优选的实施例中，步骤S200包括：如图1所示，将上部钻杆1与下部钻杆2螺纹连接时(上扣)，从上部钻杆1的螺纹与下部钻杆2的螺纹刚接触开始，旋转上部钻杆1(旋扣)同时对上部钻杆1施加小于上部钻杆1重力的方向向上的举升力，使上部钻杆1对下部钻杆2的螺纹产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻杆上卸扣方法，用于将上部钻杆与下部钻杆螺纹连接或分离，其特征在于，所述钻杆上卸扣方法包括：/n固定所述下部钻杆；/n旋转所述上部钻杆同时对所述上部钻杆施加举升力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹旋紧或分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻杆上卸扣方法，用于将上部钻杆与下部钻杆螺纹连接或分离，其特征在于，所述钻杆上卸扣方法包括：
固定所述下部钻杆；
旋转所述上部钻杆同时对所述上部钻杆施加举升力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹旋紧或分离。


2.如权利要求1所述的钻杆上卸扣方法，其特征在于，所述旋转所述上部钻杆同时对所述上部钻杆施加举升力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹旋紧或分离，包括：
将所述上部钻杆与所述下部钻杆螺纹连接时，从所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹接触开始，旋转所述上部钻杆同时对所述上部钻杆施加小于所述上部钻杆重力的举升力，使所述上部钻杆对所述下部钻杆的螺纹产生预压力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹旋紧；
将螺纹连接的所述上部钻杆与所述下部钻杆分离时，旋转所述上部钻杆同时对所述上部钻杆施加大于所述上部钻杆重力的举升力，使所述上部钻杆对所述下部钻杆的螺纹产生预拉力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹分离。


3.如权利要求2所述的钻杆上卸扣方法，其特征在于，所述预压力与所述上部钻杆重力的比值不大于1/10，所述预拉力与所述上部钻杆重力的比值不大于1/10。


4.如权利要求2所述的钻杆上卸扣方法，其特征在于，所述钻杆上卸扣方法还包括：
将所述上部钻杆与所述下部钻杆螺纹连接时，在所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺纹接触之前，举升所述上部钻杆并获取所述上部钻杆的重力，同时对所述上部钻杆施加与所述上部钻杆的重力相等的举升力，直至所述上部钻杆的螺纹与所述下部钻杆的螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：马汝涛，张全立，侯福祥，胡志坚，朱英杰，彭嵩，范应璞，张晔，卢静，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11