基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测

油管接箍是油田钻井用重要连接工具,其内螺纹质量对于油气安全开采至关重要。针对现有油管接箍内螺纹接触式检测方法效率低、磨损大、光谱共焦等非接触式方法测量可达性差的问题,提出基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测系统与方法,利用激光和反射镜实现内螺纹牙型轮廓的强化和转角窥视,借助已标定的相机模型参数,通过立体视觉和旋转进给重构纵截面中双侧牙型的三维点云,经进一步处理,从三维点云中计算出内螺纹螺距、齿高和锥度三项几何参数。依据美国石油协会(API)标准规定的参数容限范围实现油管接箍内螺纹质量的判定,研制出视觉系统,并与传统量具在相同工况下测量27/8与31/2英寸两种规格的油管内螺纹几何参数,结果表明,提出的视觉系统可实现内螺纹多项参数的一体化高精、高效测量,满足工业现场需求。

流场诱导API圆螺纹油管接箍失效分析及结构优化

油管柱失效的主要形式是油管螺纹连接失效。目前对油管螺纹连接失效的研究主要集中在载荷作用下的螺纹受力和变形分析,对螺纹连接处流场突变导致失效的研究较少。利用流体动力学计算方法,对API圆螺纹油管接箍流场内部的流体建立控制方程,采用FLUENT软件进行流场模拟,对接箍连接的"J"形区的压力、速度分布情况进行了分析,并提出了改进措施,对流道进行优化。"J"形区的流场模拟计算发现,流体因高速流动产生涡流和压力突变,进一步影响流体性质并冲击接箍内壁。API油管接箍结构优化后,避免了压力和速度的突变,有利于流体流通,为油管的优化设计提供了理论依据。

试论石油管接箍最佳镀(涂)层的选择

对石油管接箍进行锰盐磷化,是为了在其表面上生成一层锰盐磷化膜,该磷化膜具有相对持久地吸收和保持油脂的特性,经机拧后的石油管和接箍就可达到足够的螺纹连接强度和良好的密封性能,同时两螺纹之间又不会发生粘扣现象。CL-3601型锰盐磷化剂生成的磷化膜有别于其他种类磷化剂生成的磷化膜,依据大量试验,详细分析了此种磷化膜的特性,提出了磷化膜质量保证措施和选择磷化剂的注意事项。

隔热油管接箍对井筒热损失的影响与修正

隔热油管接箍处没有隔热层,在此处形成热点,增大了热损失。为了提高注汽效果,应用中需要对接箍采取隔热措施,因此,在简化的基础上建立了隔热油管接箍处导热的数学模型,采用内点法对接箍区域进行了网格划分,通过有限体积法对数学模型进行离散化,并根据点迭代解法进行求解,得出了各节点的温度和研究区域的热损失。计算表明,接箍热损失在整个注汽管热损失中占有较大的比例(约为30%)。

油管接箍内螺纹计算机辅助测量系统

详细介绍了油管接箍内螺纹计算机辅助测量系统的机械、软硬件结构与原理。给出了数据处理方法与实验结果。通过现场实验证明整个系统工作正常 ,测量结果满足精度要求 。

油管接箍内壁车削加工中内表面圆度误差预测

通过分析油管接箍内壁车削加工中的残余夹紧变形,利用功的互等定理研究弹复效应对残余夹紧变形的影响,建立了仅与毛坯内、外径尺寸及车削加工后内壁径向尺寸相关的接箍内壁圆度误差预测模型.同时,针对预测算法,进行了接箍内壁车削加工实验,并将加工后的内壁圆度误差数据与理论预测数据进行比对.结果表明,所建立的模型仅与毛坯内、外径尺寸及车削加工后内壁径向尺寸有关.利用该模型只需在加工前静态测量夹紧力作用下工件内壁的变形量,即可预测加工后工件内壁的圆度误差,其实测内壁圆度误差与理论预测的相对误差不超过6%.

降低211车床油管接箍加工废品率

为降低211车床油管接箍加工废品率,节约加工成本,对加工现状进行调查分析,解决了影响废品率的螺纹加工工序存在的打刀问题,通过优化切削深度和刀杆排屑面角度,使螺纹打刀频率由85.6%降低至15.74%,接箍废品率由1.2%下降为0.47%,不仅节约了原材料及人工成本,还提高了加工效率和产品加工质量。

基于LVDT传感器原理的油管接箍检测装置设计

针对带压修井作业时,油管接箍位置准确识别的需求,设计了基于LVDT传感器原理的油管接箍检测装置,在其等效物理模型的基础上,用磁路分析法得到其结构参数与输出信号间的关系。建立了LVDT的等效简化模型,利用Maxwell 2D有限元软件对LVDT模型的输出特性进行了仿真分析,得出了相应的关系曲线,同时对线圈匝数及激励频率等关键参数对输出电压的影响进行了仿真分析。结果表明,LVDT采用非接触式检测方式,可实现较宽范围的油管接箍位置准确检测,与传统方法相比,安装简单、方便,可靠性及效率都得到极大提高。

表面磷化处理技术在油管接箍上的应用

根据磷化膜的形成原理,介绍了油管接箍在磷酸盐溶液中的工艺处理过程和检验方法。该工艺处理技术使油管接箍表面形成不溶于水的磷酸盐薄膜,由于具有微孔结构的磷化膜层与基体结合牢固,具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性、不黏附熔融金属(锡、铝、锌)性及较高的电绝缘性。

磷化处理技术在油管接箍防腐工艺上的应用

采用中温磷化工艺对油管接箍进行磷化处理，处理后磷化膜致密均匀，颜色灰暗，通过硫酸铜溶液进行耐蚀实验，80% 时耐蚀性能达5min，20% 时耐蚀性能达4min。

新型防腐蚀油管接箍的研制

以油管端部螺纹腐蚀的防治为实例,介绍了一种新型防腐蚀油管接箍的基本原理与应用效果,介绍了具体的研制过程,包括安装、使用、设计过程中应该考虑的一些关键问题,并将材料的工艺防腐蚀等新方法应用于新型防腐蚀油管接箍。通过大量的实践检验和技术数据对比,证明此新型防腐蚀油管接箍具有经济、高效的特点。

基于磁法的油管接箍检测研究

油管接箍检测装置是实现不压井作业过程中对油井保压密封的核心环节。采用磁法检测原理研制的螺旋电感线圈可准确检测到油管接箍的位置,依此控制环形防喷器的动作。既保证胶芯不被损坏,又保证井口密封。首先借助Ansoft电磁场有限元分析软件,分析了电感线圈的参数对检测效果的影响规律。包括电感线圈的骨架高度、骨架内径、线径大小、匝数。试制电感线圈并试验验证了仿真结果的准确性。

内衬油管接箍的研制

针对常规油管接箍腐蚀结垢严重的问题,研制了一种新型的内衬油管接箍,可以达到密封螺纹和填充接箍本体预留空间的双重作用,解决了传统接箍易腐蚀、易滞留异物的问题。通过优化内衬环设计,不仅简化了内衬方式,还提高了内衬环的密封性。通过现场应用,起到了较好的防腐效果。

P110E油管接箍应力腐蚀开裂失效分析

西部油田某井油管因接箍开裂而落井。通过宏观分析、理化性能检测、金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪、X射线衍射仪(XRD)等对该井开裂接箍进行了失效分析。结果表明:接箍开裂属于硫化物应力腐蚀开裂,该井硫化氢含量较高是接箍开裂的主要原因,此接箍材料不适宜在含硫环境下使用。

偏心油管接箍复合打捞筒的研制与应用

针对井下打捞作业过程中,打捞带接箍的管类落物时打捞工具难以引进、打捞后分解时易损伤油管及打捞工具、井下落物鱼顶型号不清、重复使用打捞工具等难题,研制了偏心油管接箍复合打捞筒。该打捞筒是在引鞋的作用下,能使鱼顶顺利进入打捞工具,在上部钻具的重力作用下,鱼顶冲开偏心支撑体上移,弹簧压缩,当上移到一定位置后,上部支撑体在弹簧的作用下下移,支撑在鱼顶接箍一侧,消除鱼顶向一侧倾斜的力,另一侧台阶卡住落鱼鱼顶,上提钻具,实现打捞。该工具可同时对φ63.5、76.2mm油管接箍实现打捞,在现场可快速分解,可重复使用打捞,不伤害油管及打捞工具。应用表明,这种偏心打捞筒使用范围较大,捞获成功率100%。

油管接箍加工参数理论分析与实验研究

通过分析油管接箍内壁车削加工中的残余夹紧变形,利用功的互等定理研究弹复效应对残余夹紧变形的影响,建立了夹紧力与接箍内壁圆度误差之间的关系,并针对影响油管接箍内壁圆度的各因素设计正交试验。通过正交试验对切削参数进行分析研究,从而了解了切削参数对油管接箍圆度误差的影响规律,验证了残余变形理论的正确性,并获得了最优切削方案,保证了油管接箍的加工质量。

油管接箍的加工优化

1接箍内螺纹扣尾接刀乱牙现象的加工优化在油管接箍的生产中,需要两端掉头装夹生产,造成接箍两端内螺纹扣尾接刀乱扣,生产出的接箍外观质量较差。为解决该问题,结合机床的装夹特性,开发出了一套结构简单、方便实用的工装。

南海西部某注水井油管接箍失效分析研究

针对南海西部某油井井下油管接箍的腐蚀失效,对油管接箍进行了失效分析,查找了相关失效原因,指出了相应的解决思路。

带压作业油管接箍探测仪的研制

研制的带压作业油管接箍探测仪主要由传感器、报警器、激磁器等部分组成。它利用油管接箍通过时对激磁器与传感器构成的稳定磁场的扰动行为,触发传感器发出脉冲信号并传递给报警器,报警器将信号处理后发出声光报警,为工作人员进行下一步的操作提供控制指令。现场应用证明:采用油管接箍探测仪可以使环形胶心工作寿命延长2倍,仅此一项,每年可节约成本84万元,取得了很好的经济效益;接箍探测仪的使用,提高了带压作业操作过程的安全性和可靠性,使生产效率大大提高;同时为带压作业实现自动控制奠定了一定基础,具有良好的推广应用前景。

油管接箍运动图像的检测与识别

修井作业需要经常起下油管,自动化程度很低。根据现场情况,提出1种帧间差分法与线性投影分析相结合的检测与识别算法。先通过对接箍图像进行预处理,然后采用相邻帧差检测方法进行油管运动的检测,最后采用线性特征投影算法进行接箍图像识别。实验表明,该算法能适应复杂变化的环境,准确地检测出油管运动,对于实时运动油管接箍的识别达到了较为满意的效果。