[发明专利]特殊扣石油套管接箍拧接信息采集处理系统及扭矩标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特殊扣石油套管接箍拧接信息采集处理系统及扭矩标定方法。 

背景技术

特殊扣石油套管具有高连接强度和高密封的性能，广泛用于油气井、高硫化氢井等高端市场，特殊扣石油套管接箍拧接生产工艺是其生产过程中的重要环节，特别是拧接过程中钢管拧接数据的采集、分析、结果判定和处理等直接关系到产品的质量。通过对现有设备在特殊扣石油套管接箍拧接过程中对拧接信息的采集和处理进行分析如下： 

1.国内产品一般只具备单一数据的记录功能，能满足普通扣的技术参数要求，即拧接扭矩值、圈数的采集和记录，并不具备后期的数据处理能力，不能满足特殊扣产品的要求；有些产品虽然能生产特殊扣产品，但是台阶扭矩的标识还停留在人工判断的阶段；只能采集10种数据。 

2.部分进口设备自带数据记录及台阶扭矩标识功能，但准确率都在80%以下，依然还需要人工判断台阶扭矩值，台阶扭矩判断错误仍需手动修改，修改过程较复杂；而且程序都是固化好的，均不提供源程序，其核心技术仍掌握在几个国外大公司手中，只能采集15种数据。 

3.没有接箍信息采集和记录，不能实现钢管的接箍跟踪功能。 

4．采集的数据不能进行后期的数学分析，数据库功能弱，只能进行简单检索和钢管拧接曲线的重放功能。 

5．没有反螺旋拧接数据采集和处理功能。 

6.可承接的特殊扣合同不高，只能满足国内外很少特殊扣产品的需求。 

7.特殊扣石油套管拧接台阶扭矩识别率和准确率低。 

发明内容

针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供一种特殊扣石油套管接箍拧接信息采集处理系统及扭矩采集的标定方法，增加多种功能，克服生产中出现的相关问题，以利于提高生产钢管的质量，实现了产品质量源头可追溯性，满足特殊扣石油套管的生产要求。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种特殊扣石油套管接箍拧接信息采集处理系统，该系统包括有硬件系统和软件系统；其中：所述硬件系统包括有一台计算机、一个数据采集板、可编程逻辑控制器PLC、旋转圈数编码器和力矩传感器；软件系统包括人机对话HMI软件、信息采集处理软件、SQL数据库、PLC软件和Microsoft Office Excel宏程序； 

所述计算机设置有一个与以太网相连的百兆速率的以太网网口，并与PLC相连接，用于通讯和控制，所述计算机的PCI扩展插槽内设置有数据采集板，数据采集板的第一、第二通道分别接收扭力传感器信号和PLC拧接圈数的输出信号，分别用于采集扭矩值和圈数值； 

所述的信息采集处理软件是本系统的主程序，采用Borland C++Builder6.0高级语言编程，分别采集特殊扣石油套管拧接的36种基本数据和9种重要数据，同时根据这些数据与PLC软件进行数据交换，控制PLC的输出动作，在显示信息处理完数据后，通过本系统里建立的用户SQL数据库建立特殊扣石油套管接箍拧接数据库文件，实现数据的检索查询、记录曲线的重放；同时也生成EXCEL文件，所述EXCEL文件可以通过编写的Microsoft Office Excel宏程序软件实现离线的采集数据的分析、处理和记录曲线重放。 

还提供一种利用权利要求1所述扭矩采集的标定方法。 

本发明的效果是经过现场试验，经过近三年的不断完善开发出来的，可以满足目前国内外市场上99%以上特殊扣产品的需求，特别是壳牌、美孚等一批大型石油公司的特殊扣合同的要求，且把拧接机生产的一次成材率提高 了近20个百分点，创造出巨大的经济和社会效益，同时打破了国外特殊扣石油套管在国内的长期垄断局面，降低了油田的成本，为我国石油工业做出了贡献。 

附图说明

图1是本发明系统特殊扣石油套管接箍拧接信息采集处理过程； 

图2是本发明系统硬件组成和关系； 

图3是本发明系统软件组成和关系； 

图4是本发明系统人机对话软件HMI中的扭矩校准画面。 

图中： 

1、实际扭矩  2、实际圈数  3、数据采集板1#通道 

4、数据采集板2#通道  6、殊扣石油套管拧接基本数据 

7、拧接3种状态和拧接动作 

8、殊扣石油套管拧接的45种数据和两个记录曲线 

9、信息采集处理软件编写的主画面 

10特殊扣石油套管接箍拧接信息采集处理软件 

11、PLC               12、数据采集板