[發明專利]基于旋扣電機的鉆桿螺紋故障檢測方法與系統

在審

• 申請號: 202211610661.7
• 申請日: 2022-12-12
• 公開（公告）號: CN116104431A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 李飛;岳家龍;吳昊
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B19/16
• 分類號: E21B19/16;E21B41/00;G01M13/00;G01L5/24
• 代理公司: 西安鼎邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61263
• 代理人: 劉喜保

本發明公開了基于旋扣電機的鉆桿螺紋故障檢測方法與系統，方法包括：采集旋扣電機的實時扭矩數據和鉆桿的實時轉角數據；對所述實時扭矩數據和所述實時轉角數據進行解算，獲得實時扭矩－轉角數據；根據所述實時扭矩－轉角數據繪制旋扣作業中的實時扭矩－轉角曲線；根據獲得的所述實時扭矩－轉角曲線進行故障診斷及評估，獲得鉆桿螺紋的故障診斷、評估結果；根據持續獲得的所述實時扭矩－轉角曲線進行鉆桿螺紋狀態預測，獲得所述鉆桿螺紋狀態預警信息。本發明可以實時的檢測旋扣電機的實時扭矩和轉角，對鉆桿螺紋的故障進行預判和警告。本發明提出的鉆桿螺紋故障檢測方法，結構簡單、通用性強。

技術領域

本發明涉及石油開采技術領域，特別涉及一種基于旋扣電機的鉆桿螺紋故障檢測方法與系統。

背景技術

在石油鉆探的過程中，鐵鉆工可以代替傳統的液壓大鉗，完成鉆探工程中鉆具的連接和卸下的功能，實現自動化操作。而旋扣鉗是鐵鉆工關鍵部位之一，該部位性能的穩定以及精確直接影響到鐵鉆工是否可靠工作。

鉆桿是鉆柱的主要構成部分，是石油鉆井過程中主要的鉆井工具之一。鉆桿與鉆桿之間主要是通過螺紋進行連接，但是鉆桿的螺紋是整個鉆柱中最脆弱、最容易發生失效的部位。鉆桿螺紋在旋扣過程中由于旋扣扭矩過大導致鉆桿螺紋故障失效，從而影響鉆探效率。

發明內容

本發明實施例提供了一種基于旋扣電機的鉆桿螺紋故障檢測方法與系統，用以解決鉆桿螺紋在旋扣過程中由于旋扣扭矩過大導致鉆桿螺紋故障，從而影響鉆探效率的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種基于旋扣電機的鉆桿螺紋故障檢測方法，包括：

采集旋扣電機的實時扭矩數據和鉆桿的實時轉角數據；

對所述實時扭矩數據和所述實時轉角數據進行解算，獲得實時扭矩－轉角數據；

根據所述實時扭矩－轉角數據繪制旋扣作業中的實時扭矩－轉角曲線；

根據獲得的所述實時扭矩－轉角曲線進行故障診斷及評估，獲得鉆桿螺紋的故障診斷、評估結果；

根據持續獲得的所述實時扭矩－轉角曲線進行鉆桿螺紋狀態預測，獲得所述鉆桿螺紋狀態預警信息。

在一種可能的實現方式中，所述根據獲得的所述實時扭矩－轉角曲線進行故障診斷及評估，獲得鉆桿螺紋的故障診斷、評估結果，包括：

通過遠程控制模塊將所述實時扭矩－轉角曲線與標準扭矩－轉角曲線進行比對；

所述遠程控制模塊根據比對結果獲得鉆桿螺紋的故障診斷、評估結果。

在一種可能的實現方式中，所述標準扭矩－轉角曲線是所述鉆桿螺紋正常工作時記錄的扭矩－轉角曲線。

在一種可能的實現方式中，所述根據持續獲得的所述實時扭矩－轉角曲線進行鉆桿螺紋狀態預測，獲得所述鉆桿螺紋狀態預警信息，包括：

通過遠程控制模塊實時對比所述實時扭矩－轉角曲線與標準扭矩－轉角曲線；

若所述實時扭矩－轉角曲線和標準扭矩－轉角曲線之間的差值超過閾值，則所述遠程控制模塊發出狀態異常預警信息。

在一種可能的實現方式中，在獲得鉆桿螺紋故障診斷、評估結果和鉆桿螺紋狀態預警信息后，由遠程控制模塊生成診斷報表。

另一方面，本發明實施例提供了一種基于旋扣電機的鉆桿螺紋故障檢測系統，包括：

監測模塊，用于采集旋扣電機的實時扭矩數據和鉆桿的實時轉角數據；