【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油井管生产过程控制技术，更具体地说，涉及一种油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置及方法。
技术介绍
1、油井管是主要的石油管材，在油气勘探开发中具有举足轻重的地位，油井管之间通过接箍互相连接，是油井管管道中最薄弱的环节，其连接质量的好坏直接影响到油井管道的安全可靠性和寿命。根据美国石油协会api(american petroleum institute)的调查，大多数油井管的失效出现在接箍连接处，因此，油井管接箍拧紧上扣是生产厂家的关键工序之一，接箍拧紧的质量很大程度上决定了企业油井管的生产质量。
2、接箍螺纹是锥管螺纹，螺纹的连接强度和密封性是依靠上紧接箍后产生的过盈而实现的，api标准中详细规定了各个型号油井管和接箍拧紧力矩的最小最大值，同时还规定了j值作为重要的接箍拧接参数，j值是指油井管管体端面到接箍中心面的距离，是管体螺纹与接箍螺纹配合的装配尺寸，反映了内外螺纹的啮合长度、拧紧的过盈量等。由于接箍上扣过程j值的测量较为困难，各生产企业只使用扭矩来进行接箍的拧接控制，在拧紧机组中，设置目标扭矩，当接箍上紧到目标扭矩时，停止上扣，理论上此时接箍与钢管的螺纹应该处于最佳的配合位置，但在实际生产中，受到螺纹加工误差、接箍椭圆度误差、螺纹油脂积屑、甚至螺纹错扣等多种情况的影响，扭矩并不能完全反映油井管和接箍螺纹的配合情况，容易导致接箍拧紧j值分布过于离散，产品不合格率增高。同时，由于j值更加方便用户进行测量检验，近年来，因j值不合格导致的废品和质量异议问题日渐凸显。
技术实现思
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置及方法，通过对拧紧j值和扭矩的实时测量，不断与目标j值和目标扭矩进行比较，在保证扭矩的条件下减小j值超差，完成接箍拧接作业。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置，包括：
4、扭矩测量装置，设于拧紧卡盘上，用以测量所述拧紧卡盘的输出扭矩；
5、j值测量装置，设于油井管、接箍拧紧工位的上方，用以测量接箍的j值数据；
6、移动夹紧控制器，与移动夹紧装置相连，用以控制所述移动夹紧装置动作；
7、拧紧卡盘控制器，与所述拧紧卡盘相连，用以控制所述拧紧卡盘动作；
8、到位信号开关，用以检测所述油井管的到位信号；
9、数据接口单元，用以接收所述油井管、所述接箍的目标j值、目标扭矩数据；
10、拧接控制单元，用以接收所述扭矩测量装置、所述j值测量装置、所述到位信号开关、所述数据接口单元的数据，并输出控制指令至所述移动夹紧控制器、所述拧紧卡盘控制器。
11、较佳的，所述j值测量装置采用非接触式方式测量j值数据。
12、较佳的，所述拧接控制单元为工业计算机。
13、本专利技术第二方面提供了一种油井管和接箍拧紧过程的复合控制方法：
14、在接箍拧入油井管的过程中，扭矩增大，j值减小，通过所述的油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置对扭矩和j值的实时测量，以及不断与目标扭矩和目标j值进行比对，在保证扭矩的情况下减小j值超差，完成接箍拧接作业。
15、较佳的，所述实时测量扭矩和j值并与目标扭矩和目标j值进行比对具体包括以下步骤：
16、s1、所述到位信号开关检测到所述油井管到达所述接箍拧紧工位，所述数据接口单元采集当前所述油井管和所述接箍所要求控制的目标j值的最大值、最小值，以及目标扭矩的最大值、最小值、最佳值；
17、s2、所述拧接控制单元发出指令至所述移动夹紧控制器，控制所述移动夹紧装置夹紧所述油井管，并将所述油井管上预紧的所述接箍送入至所述拧紧卡盘中；
18、s3、所述拧接控制单元发出指令至所述拧紧卡盘控制器，控制所述拧紧卡盘夹紧所述接箍，并旋转带动所述接箍旋入所述油井管；
19、s4、所述扭矩测量装置测量扭矩，所述j值测量装置测量j值；
20、s5、所述拧接控制单元判断扭矩是否达到目标扭矩的最小值，若是，则进入步骤s6，若否，则返回步骤s4；
21、s6、所述拧接控制单元判断j值是否小于目标j值的最小值，若是，则进入步骤s12，若否，则进入步骤s7；
22、s7、所述扭矩测量装置继续测量扭矩，所述j值测量装置继续测量j值；
23、s8、所述拧接控制单元判断扭矩是否达到最佳扭矩，若是，则进入步骤s9，若否，则返回步骤s6；
24、s9、所述拧接控制单元判断j值是否小于目标j值的最大值，若是，则进入步骤s12，若否，则进入步骤s10；
25、s10、所述扭矩测量装置继续测量扭矩，所述j值测量装置继续测量j值；
26、s11、所述拧接控制单元判断扭矩是否达到目标扭矩的最大值，若是，则进入步骤s12，若否，则返回步骤s9；
27、s12、所述拧接控制单元发出指令至所述拧紧卡盘控制器控制所述拧紧卡盘停止旋转，并松开所述接箍；
28、s13、所述拧接控制单元发出指令至所述移动夹紧控制器，控制所述移动夹紧装置将所述油井管和所述接箍一起移动退回初始位置，并松开所述油井管，完成当前所述油井管和所述接箍的拧接作业。
29、本专利技术所提供的一种油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置及方法，通过对接箍拧入油井管过程中j值和扭矩的实时测量，并不断与目标扭矩和j值要求范围进行比较，在保证扭矩的条件下减小j值超差，完成接箍拧接作业，对于保证接箍拧接质量有很好作用。
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1.一种油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置，其特征在于：所述J值测量装置采用非接触式方式测量J值数据。
3.根据权利要求1所述的油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置，其特征在于：所述拧接控制单元为工业计算机。
4.一种油井管和接箍拧紧过程的复合控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的油井管和接箍拧紧过程的复合控制方法，其特征在于，所述实时测量扭矩和J值并与目标扭矩和目标J值进行比对具体包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置，其特征在于：所述j值测量装置采用非接触式方式测量j值数据。
3.根据权利要求1所述的油井管和接箍拧紧过程的复合控制装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：申屠理锋，潘存强，彭志牛，胡继康，刘启忱，奚嘉奇，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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