[发明专利]一种利用上扣扭矩和卸扣扭矩优化油管作业的方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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领域。

背景技术

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”的发明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。

发明内容