本發(fā)明屬于測試裝置，特別涉及一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)及方法。

背景技術：

1、油井管(套管、油管和鉆桿)是石油天然氣勘探和開采中的不可或缺的重要工具。鉆桿通過螺紋連接方式串聯(lián)成整個鉆桿柱，為鉆井作業(yè)提供泥漿輸送的通道，鉆壓、扭矩傳遞的載體。套管通過螺紋連接方式串聯(lián)成整個套管串，固定整個井眼通道，為油氣輸送提供穩(wěn)固的運輸通道。油管通過螺紋連接的方式串聯(lián)成整個油管柱，置于套管串環(huán)空內，聯(lián)接井口采油樹，是油氣輸送的直接跑道。因此，無論是鉆桿柱、油管柱還是套管柱，螺紋連接是形成這些管柱的重要手段。因此，螺紋連接的強度與密封性能直接影響到整個管串的狀態(tài)。同時，鉆桿柱、油管柱和套管柱在服務過程中承受高溫、高壓、外擠、彎曲、扭轉等復合載荷的作用，螺紋連接作為管件間的連接部位，其連接和密封性能不僅與服役的工況、環(huán)境有關，也與螺紋連接的加工質量、上扣操作、附件產品(螺紋脂)以及上提下放操作等有關。其中，合理的上扣扭矩對油井管螺紋連接的連接強度和密封性能有著重要影響，油井管柱在實際使用過程中，螺紋連接發(fā)生粘扣、刺漏和斷裂失效事故時有發(fā)生，上扣扭矩過小或過大往往是導致其失效的一個重要因素。動力大鉗是進行油井管柱螺紋連接的重要工具，現(xiàn)有技術中對動力大鉗的校驗還是采用的傳統(tǒng)校驗方式，即檢驗傳感器與液壓表，該方法只是針對單個元件的精度進行檢測和校準，其不足點在于沒有考慮整個大鉗的扭矩傳遞系統(tǒng)對輸出扭矩的影響，當發(fā)生液壓系統(tǒng)滲漏、傳感器松動、傳動件間的配合面磨損松動，等等，即使液壓表的精度和傳感器的精度仍處于良好狀態(tài)，但輸出的扭矩已與理論計算結果(扭矩顯示儀上的顯示數(shù)值)發(fā)生了偏差。因此，現(xiàn)有動力大鉗扭矩檢測方法并不能真實反應其作用在油井管柱螺紋連接上的真實扭矩。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決或部分解決上述問題，一方面本發(fā)明提出了一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)，包括相互連接的外螺紋段和內螺紋段，以及夾持所述外螺紋段和內螺紋段的動力大鉗；

2、所述內螺紋段和外螺紋段的螺紋配合處設置承壓件和彈簧組件，所述彈簧組件的背面安裝壓力傳感器，所述壓力傳感器通過傳輸線纜與信號處理系統(tǒng)連接，所述信號處理系統(tǒng)連接顯示屏。

3、進一步地，所述外螺紋段和內螺紋段為中空圓柱段，所述外螺紋段端的外螺紋與內螺紋段的螺紋為圓柱型螺紋，且內螺紋和外螺紋相互匹配。

4、進一步地，所述動力大鉗包括主鉗和背鉗；

5、其中，所述主鉗夾持外螺紋段本體，所述背鉗夾持內螺紋段本體。

6、進一步地，所述動力大鉗還包括扭矩顯示儀，所述扭矩顯示儀安裝在動力大鉗的本體上，用于顯示動力大鉗產生的扭矩。

7、進一步地，所述承壓件和彈簧組件設置在內螺紋段的內部；

8、其中，所述彈簧組件設置于靠近外螺紋段的一端，所述承壓件設置在靠近內螺紋段的一端。

9、進一步地，所述承壓件由上支撐環(huán)、下支撐環(huán)和承壓滾珠組成；所述上支撐環(huán)能夠在承壓滾珠表面自由滾動，所述下支撐環(huán)支撐固定滾動軸承。

10、進一步地，所述彈簧組件包括壓縮彈簧。

11、另一方面，本發(fā)明提出了一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測方法，利用所述的油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)進行檢測，包括如下步驟：

12、將動力大鉗的主鉗和背鉗分別夾持外螺紋段和內螺紋段，并按照檢測要求施加特定的扭力；

13、動力大鉗產生的扭矩傳遞到內螺紋段中，內螺紋段中承壓件將所述扭矩轉換為承壓件軸向上的壓力，并將壓力傳遞給彈簧組件，所述彈簧組件受到軸向上的壓力發(fā)生彈性形變；

14、壓力傳感器感知到彈簧組件發(fā)生形變產生的壓力后，將壓力值信號通過傳輸線纜傳遞到信號處理系統(tǒng)；

15、信號處理系統(tǒng)將壓力傳感器輸送的壓力值信號換算成檢測短節(jié)受到的上扣扭矩值數(shù)據(jù)并在顯示屏上顯示。

16、進一步地，所述方法還包括將動力大鉗輸出的扭矩在扭矩顯示儀上進行顯示。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、本發(fā)明提出的動力大鉗扭矩精度測試短節(jié)通過將螺紋連接上扣過程中不易檢測的上扣扭矩轉換為可檢測的預緊力，再通過對預緊力的反演計算，得出檢測短節(jié)上受到的上扣扭矩值，以數(shù)據(jù)的形式在顯示器上顯示出來，實現(xiàn)對動力大鉗扭矩值精度的檢測。相比于現(xiàn)有技術中通過對動力大鉗的傳感器、液壓表等單個元件的精度進行檢測和校準的方案相比，本發(fā)明提出的方案有效規(guī)避了大鉗扭矩傳遞系統(tǒng)對輸出扭矩的影響，可更精確的檢測動力大鉗的輸出扭矩值，從而對動力大鉗的精度進行檢測。

19、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所指出的結構來實現(xiàn)和獲得。

技術特征：

1.一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)，其特征在于，包括相互連接的外螺紋段(1)和內螺紋段(2)，以及夾持所述外螺紋段(1)和內螺紋段(2)的動力大鉗(10)；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)，其特征在于，

3.根據(jù)權利要求1所述的一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)，其特征在于，

4.根據(jù)權利要求1所述的一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)，其特征在于，

5.根據(jù)權利要求1所述的一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)，其特征在于，

6.根據(jù)權利要求1所述的一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)，其特征在于，

7.根據(jù)權利要求1所述的一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)，其特征在于，

8.一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測方法，其特征在于，利用權利要求1-7任一項所述的油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)進行檢測，包括如下步驟：

9.根據(jù)權利要求8所述的一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測方法，其特征在于，

技術總結
本發(fā)明屬于測試裝置技術領域，特別涉及一種油井管柱動力大鉗扭矩精度檢測短節(jié)及方法，包括相互連接的外螺紋段和內螺紋段，以及夾持所述外螺紋段和內螺紋段的動力大鉗；內螺紋段和外螺紋段的螺紋配合處設置承壓件和彈簧組件，彈簧組件的背面安裝壓力傳感器，壓力傳感器通過傳輸線纜與信號處理系統(tǒng)連接，所述信號處理系統(tǒng)連接顯示屏。本發(fā)明通過將螺紋連接上扣過程中不易檢測的上扣扭矩轉換為可檢測的預緊力，再通過對預緊力的反演計算，得出檢測短節(jié)上受到的上扣扭矩值，再以數(shù)據(jù)的形式在顯示器上顯示出來，可以有效規(guī)避大鉗扭矩傳遞系統(tǒng)對輸出扭矩的影響，更加精確的檢測動力大鉗的輸出扭矩值，從而對動力大鉗的精度進行檢測。

技術研發(fā)人員：李旭,田鳴,王小強,楊川,曾昌民,王瑞雪,黃倩,崔永興,鄒盛禮,賽亞爾·庫西馬克
受保護的技術使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9