钻管具扭紧扭矩监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种钻管具扭紧扭矩监控系统，包括扭矩仪监测装置、智能终端；扭矩仪监测装置包括霍尔传感器检测扭矩的旋进圈数和旋进转速；压力传感器检测扭矩的压力值；通信模块连接智能终端；电磁阀通过泄压控制扭矩旋进的停止；处理器预设有圈数标准值和压力标准值，将所述旋进圈数和压力值与圈数标准值和压力标准值进行对比，并在转旋进圈数到达圈数标准值并且压力值到达压力标准值时发送信号至电磁阀。本实用新型专利技术系统工作时，霍尔传感器能将扭矩仪的模拟量转成数字量数据，通过通信模块，将数据传输到智能终端；使用者通过智能终端可以设置内部参数和外部参数，对扭矩仪进行参数设置，从而保证螺纹连接强度，进而保证上扣作业质量。

【技术实现步骤摘要】
钻管具扭紧扭矩监控系统
本技术属于油井设备监测
，具体涉及一种钻管具扭紧扭矩监控系统。
技术介绍
下套管、钻杆作业是钻井作业过程中的重要环节。它的作业质量的好坏直接影响管具螺纹的连接质量、采油产量及油井寿命。相关技术中，由于管具的种类不同，因密封方式、密封脂、管径规格、所用钢材型号、壁厚不同，控制旋合扭矩值也不同，旋得太紧会涨裂或产生过大应力，过小会造成螺纹连接强度不够，导致密封不良。无法监测、记录、控制下井管具的螺纹旋合扭矩，也就无法保证上扣作业质量。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钻管具扭紧扭矩监控系统以解决现有技术中无法精确实现控制套管、钻杆上扣作业扭矩，导致无法保证上扣作业质量的问题。为实现以上目的，技术采用如下技术方案：一种钻管具扭紧扭矩监控系统，包括：扭矩仪监测装置、与所述扭矩仪监测装置通信连接的智能终端；所述智能终端用于设置参数；所述扭矩仪监测装置包括：霍尔传感器，用于检测扭矩的旋进圈数和旋进转速；压力传感器，用于检测扭矩的压力值；通信模块，用于连接智能终端；电磁阀，用于通过泄压控制扭矩旋进的停止；处理器，预设有圈数标准值和压力标准值，用于将所述旋进圈数和压力值与圈数标准值和压力标准值进行对比，并在转旋进圈数到达圈数标准值并且压力值到达压力标准值时发送信号至电磁阀，所述处理器还用于将历史旋进圈数发送至智能终端，所述智能终端根据所述历史旋进圈数绘制上扣扭矩随圈数或时间变化的动态曲线；所述霍尔传感器、压力传感器、通信模块以及电磁阀分别与所述处理器连接。进一步的，所述扭矩仪监测装置还包括：报警模块，用于在转动圈数或压力值出现异常时进行报警；所述报警模块与所述处理器连接。进一步的，所述扭矩仪监测装置还包括：显示模块，用于显示转动圈数和压力值；所述显示模块与所述处理器连接。进一步的，所述扭矩仪监测装置还包括：光耦隔离保护模块，用于隔离电信号与数字信号；所述光耦隔离保护模块与所述处理器连接。进一步的，所述扭矩仪监测装置还包括：故障自检测模块，所述故障自检测模块与所述处理器连接：所述故障自检测模块用于检测所述扭矩仪监测装置是否产生故障。进一步的，所述故障自检测模块包括：短路故障指示器、接地故障断路器、过压保护电路、以及过流保护电路。进一步的，所述电磁阀包括：延时单元，用于延时以使得电磁阀在延时时间后打开泄压开关。进一步的，所述扭矩仪监测装置还包括：运行状态传感器，用于检测所述扭矩仪监测装置的运行状态；所述运行状态传感器与所述处理器连接。进一步的，所述扭矩仪监测装置还包括：不间断电源，用于向所述装置提供电能所述扭矩仪监测装置。进一步的，所述扭矩仪监测装置还包括：存储模块，用于存储历史旋进圈数、旋进时间以及参数；所述存储模块与所述处理器连接。本技术采用以上技术方案，所能达到的有益效果包括：本申请通过设置霍尔传感器、压力传感器、通信模块、电磁阀以及处理器，系统工作时，霍尔传感器能将扭矩仪的模拟量转成数字量数据，通过通信模块，将数据传输到智能终端；使用者通过智能终端可以设置内部参数和外部参数，对扭矩仪进行参数设置，从而保证螺纹连接强度，进而保证上扣作业质量。除此之外，还能够在错扣时进行报警，使得工作人员能够第一时间赶赴现场进行处理。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一种钻管具扭紧扭矩监控系统的结构示意图；图2为本技术提供的钻管具扭紧扭矩监控系统的另一种结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的钻管具扭紧扭矩监控系统。如图1所示，本技术提供一种钻管具扭紧扭矩监控系统，包括：扭矩仪监测装置1、与所述扭矩仪监测装置1通信连接的智能终端2；所述智能终端2用于设置参数；如图2所示，所述扭矩仪监测装置1包括：霍尔传感器11，用于检测扭矩的旋进圈数和旋进转速；压力传感器12，用于检测扭矩的压力值；通信模块13，用于连接智能终端2；电磁阀14，用于通过泄压控制扭矩旋进的停止；处理器15，预设有圈数标准值和压力标准值，用于将所述旋进圈数和压力值与圈数标准值和压力标准值进行对比，并在转旋进圈数到达圈数标准值并且压力值到达压力标准值时发送信号至电磁阀14，所述处理器15还用于将历史旋进圈数发送至智能终端2，所述智能终端2根据所述历史旋进圈数绘制上扣扭矩随圈数或时间变化的动态曲线；所述霍尔传感器11、压力传感器12、通信模块13以及电磁阀14分别与所述处理器15连接。本申请提供的一种钻管具扭紧扭矩监控系统的工作原理是，首先，工作人员通过智能终端2设置参数，其中，参数包括圈数标准值和压力标准值，根据该阶段作业钻具或者套管需要扭紧扭矩，设定液压站压力稍微高于需要扭矩压力，这样可以保证在扭紧状态延时期间不超压，不损伤管钻具。丝扣是否扭紧，必须满足2个条件：第一、旋进圈数。只有旋进所有丝扣才算旋进到位。第二、扭紧达到要求标准力矩。通过安装在动力大钳霍尔传感器11检测旋进圈数和旋进转速，满足技术要求后，发出指示信号，指示旋进到位，通过检测动力大钳压力信号，换算出扭矩信号，达到设定标准扭矩，发出指示信号，扭紧力矩到位。这2个条件通过PLC组成与门逻辑关系，两个条件都满足自动输出泄压指示信号。同时，液压电磁阀14在设定延时时间后自动打开泄压开关，完场一个单根施工作业。错扣的识别工作原理是正常上扣旋紧作业，旋紧力矩是从小逐渐增加，在前三分之二位置扭矩很小。一旦发生错扣现象，开始就回有直线上升那扭矩存在，通过这个数值检测，可以准确判断出是否发生错扣。在管钻具某一个点，测定圈数和正常扭矩值，设定：当旋紧圈数小于设定值，扭矩参数大于设定扭矩值，就判定为发生错扣状况，立即泄压停止旋紧作业。其中，评价油管具上扣质量的主要依据是上扣扭矩随圈数或时间变化的动态曲线。监测液压钳的转速，可避免高转速紧扣对管具螺纹的损伤。扭矩变化率-圈数曲线能够对管具的螺纹，尤其是台阶部分的加工质量做出评价。钻杆动力钳的压力与扭矩成线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻管具扭紧扭矩监控系统，其特征在于，包括：扭矩仪监测装置、与所述扭矩仪监测装置通信连接的智能终端；所述智能终端用于设置参数；/n所述扭矩仪监测装置包括：/n霍尔传感器，用于检测扭矩的旋进圈数和旋进转速；/n压力传感器，用于检测扭矩的压力值；/n通信模块，用于连接智能终端；/n电磁阀，用于通过泄压控制扭矩旋进的停止；/n处理器，预设有圈数标准值和压力标准值，用于将所述旋进圈数和压力值与圈数标准值和压力标准值进行对比，并在旋进圈数到达圈数标准值并且压力值到达压力标准值时发送信号至电磁阀，所述处理器还用于将历史旋进圈数发送至智能终端，所述智能终端根据所述历史旋进圈数绘制上扣扭矩随圈数或时间变化的动态曲线；/n所述霍尔传感器、压力传感器、通信模块以及电磁阀分别与所述处理器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻管具扭紧扭矩监控系统，其特征在于，包括：扭矩仪监测装置、与所述扭矩仪监测装置通信连接的智能终端；所述智能终端用于设置参数；
所述扭矩仪监测装置包括：
霍尔传感器，用于检测扭矩的旋进圈数和旋进转速；
压力传感器，用于检测扭矩的压力值；
通信模块，用于连接智能终端；
电磁阀，用于通过泄压控制扭矩旋进的停止；
处理器，预设有圈数标准值和压力标准值，用于将所述旋进圈数和压力值与圈数标准值和压力标准值进行对比，并在旋进圈数到达圈数标准值并且压力值到达压力标准值时发送信号至电磁阀，所述处理器还用于将历史旋进圈数发送至智能终端，所述智能终端根据所述历史旋进圈数绘制上扣扭矩随圈数或时间变化的动态曲线；
所述霍尔传感器、压力传感器、通信模块以及电磁阀分别与所述处理器连接。


2.根据权利要求1所述的一种钻管具扭紧扭矩监控系统，其特征在于，所述扭矩仪监测装置还包括：
报警模块，用于在转动圈数或压力值出现异常时进行报警；
所述报警模块与所述处理器连接。


3.根据权利要求1所述的一种钻管具扭紧扭矩监控系统，其特征在于，所述扭矩仪监测装置还包括：
显示模块，用于显示转动圈数和压力值；
所述显示模块与所述处理器连接。


4.根据权利要求1所述的一种钻管具扭紧扭矩监控系统，其特征在于，所述扭矩仪监测装置还包括：
光耦隔离保护模块，用于隔离电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成武，柯江国，刘天文，袁剑英，
申请(专利权)人：库尔勒维高油井工程技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65