控制管形螺纹接头的旋紧状态的方法

控制管形螺纹接头的旋紧状态的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制管形螺纹接头的装配的控制方法，该控制方法尤其用于油或气的开采。本发明更具体但非排他地适用于所谓“高等级”或“特级”的管形螺纹接头的装配。
【背景技术】
[0002]这种管形螺纹接头通常具有位于第一大长度管的端部的阳螺纹元件和位于第二管的端部的阴螺纹元件，第二管可以是大长度管或是套筒。在装配两个大长度管的情况下这称为“整体连接”；而在通过连接套筒装配两个管的情况下这称为“套筒式”连接。
[0003]在所谓“高等级”螺纹接头的特殊情况下，阳螺纹元件和阴螺纹元件每个都具有用于在装配接头时进行配合的、分别为阳和阴的密封支承部和肩部止挡部。
[0004]这些螺纹接头尤其用于构成套管柱(“casings”)或生产管柱(“tubings”)或钻杆柱，用于烃井或用于例如地热井这样的类似井。
[0005]这类管通常竖直地装配，管柱的在地表的自由端具有阴螺纹元件，该阴螺纹元件具有阴内螺纹。
[0006]为了能够使管柱下降到井下，在管柱的上方布置配有阳螺纹元件的新管，该阳螺纹元件具有对应于在管柱的自由端的阴内螺纹的阳外螺纹，使新管的阳外螺纹接合在管柱的相应阴内螺纹中，旋紧新管，直至达到预定旋紧扭矩等级。
[0007]该预定旋紧扭矩等级应允许使接头满足一些标准，这些标准还取决于接头的固有特征。特别地，重要的是在所谓高等级的、因而包括密封支承部的接头的情况下，确保限定所施加的旋紧扭矩等级，以获得确保接头具有足够的密封性、同时避免密封部分塑化的密封部分接触压力。
[0008]因此，需要精确地控制旋紧扭矩等级。
[0009]在现有技术中、尤其在专利文献JP 6-221475中已知一种控制管形螺纹接头的旋紧状态的控制方法，在该控制方法中，当进行旋紧操作时，分析根据所进行的旋紧转数的扭矩幅度。如在该专利文献的附图中所示的，曲线具有对应于接头的三种旋紧状态的三个特征部分:第一部分对应于第一旋紧状态，在第一旋紧状态的过程中，在螺纹之间产生干涉；第二部分对应于第二旋紧状态，在第二旋紧状态的过程中，在密封支承部之间产生干涉；最后，第三部分对应于第三旋紧状态，在第三旋紧状态的过程中，两个螺纹管的止挡部接触并压缩。显然，在现有技术中，存在其他分布图，尤其可能具有仅存在两个而非三个不同斜率的、表示根据旋紧转数的幅度的变化的曲线。
[0010]然而，在螺纹元件上存在的一些缺陷可能在元件彼此旋紧时引起旋紧扭矩的急剧增大。现有技术的方法存在这样的缺点:扭矩的这种增大可能被错误地解释为对应于止挡部压缩的旋紧状态，而实际上，接头始终处于其第一旋紧状态而不是密封的。同样地，相反，这些缺陷也可能造成不能解释或难以解释的一种扭矩变化分布图，接头尽管被完全旋紧，但也存在被抛出的风险。因此，这在石油平台的安全性和生产率方面会造成问题。
[0011]因此，需要一种控制两个螺纹管形元件的旋紧的控制方法，该控制方法允许提供非常可靠的密封螺纹连接。

【发明内容】

[0012]为此，本发明涉及一种用于控制管形螺纹接头的旋紧状态的控制方法，螺纹接头具有阳螺纹管形元件和阴螺纹管形元件，其特征在于，在阳螺纹元件旋紧在阴螺纹元件中的过程中，测量所述元件中的至少一个的沿预定方向的尺寸特征随时间的变化，并分析尺寸特征随时间的变化，以确定螺纹接头的旋紧状态。
[0013]本发明得益于螺纹元件在旋紧过程中承受特征性变形，而旋紧过程对应于接头的特定旋紧状态。因此，例如当阳螺纹元件旋紧在阴螺纹元件中时，阴螺纹元件首先受到对应于螺纹与密封支承部的干涉的轴向压缩，然后，当止挡部接触时，阴螺纹元件受到沿轴向方向的伸长，该伸长随止挡部的压缩而增加。
[0014]对这些变形的研宄允许定义元件在旋紧过程中沿预定方向的变形(伸长和/或压缩)的时间标识。显然，可以沿多个方向定义同一元件的多个时间标识，以获得关于接头的旋紧状态的更多信息。
[0015]因此，对所考虑的元件的尺寸特征(即变形)随时间的变化(即在接头的旋紧过程中的变化)进行的分析，允许确定接头的旋紧状态。
[0016]优选地，通过超声信号测量该尺寸特征。该测量部件具有无损的优点。
[0017]优选地，为了测量尺寸特征，将超声信号发射到元件主体中，并分析该信号沿预定方向的往返传播的持续时间。由于信号的传播时间与距离之间具有简单的关系，可以在已知声波在相关材料中的传播速度的情况下容易地确定接头的尺寸特征。
[0018]优选地，根据尺寸特征的测量结果，导控接头的旋紧的终止。这允许考虑接头的瞬时旋紧状态，而不再考虑基于经验结果得到的旋紧状态。
[0019]优选地，在尺寸特征的变化分布图中识别至少一个斜率变化区域，并在该区域与螺纹接头的旋紧状态之间建立对应关系。
[0020]例如，在斜率变化区域与接头的两个功能性部分的接触之间建立对应关系，该接触例如是止挡部的对接又或密封表面的接触。
[0021]此外，根据本发明的方法还可以具有下述特征中的一个或多个:
[0022]—尺寸特征代表螺纹元件沿基本径向的预定方向的厚度，或螺纹元件沿基本轴向的预定方向的长度；
[0023]一尺寸特征在螺纹元件的具有密封支承部和/或肩部止挡部的部分中被测量；
[0024]一尺寸特征的变化对应于元件沿预定方向的伸长和/或缩短；
[0025]一为了建立这种对应关系，通过例如有限元法的数学方法，建立变化分布图的模型，并且比较所测得的变化分布图与分布图模型；
[0026]一阴螺纹元件属于基本对称的包容式/包容式连接套筒、而阳螺纹元件属于大长度管的一端，或者阴螺纹元件与阳螺纹元件每个都属于大长度管的一端。
[0027]本发明还涉及一种接头的装配方法，在该方法中，通过旋紧装配阴螺纹元件与阳螺纹元件，其特征在于，该装配方法使用根据本发明的控制方法。
[0028]优选地，根据尺寸特征的测量结果，导控接头的旋紧的终止。
[0029]本发明还涉及一种用于控制管形螺纹接头的旋紧状态的控制装置，螺纹接头具有阳螺纹管形元件和阴螺纹管形元件，所述管形元件能够通过将阴螺纹元件旋紧在阳螺纹元件中进行配合，其特征在于，所述控制装置具有测量部件和分析部件，其中测量部件用于测量所述元件中的至少一个的沿预定方向的尺寸特征随时间的变化，分析部件用于分析尺寸特征随时间的变化以确定螺纹接头的旋紧状态。
[0030]优选地，控制装置具有导控部件，该导控部件用于根据尺寸特征的测量结果导控接头的旋紧的终止。
[0031]该特征的优点在于允许很精确地导控接头的旋紧，这是因为导控是基于瞬时测量到的实际物理值而不再是基于经验值。
[0032]根据本发明的装置还可以具有测量部件包括至少一个超声换能器的特征。
[0033]最后，本发明涉及一种在第一螺纹管形元件通过旋紧与第二螺纹管形元件连接时引导第一螺纹管形元件的导向装置，该导向装置具有夹持第一管形元件的夹持头，其特征在于，所述导向装置具有用于测量部件的槽座，该测量部件用于测量第一管形元件的尺寸特征随时间的变化并且至少部分地设置在夹持头中，以便允许实施根据本发明的控制方法。
[0034]这种导向装置按照英语术语通常被称为“对扣引鞋(stabbing guide)”。典型地，这种装置允许将形成接头的管形元件导引到石油开采设备的孔中。本发明的装置的优点在于允许快速简单地确定接头的旋紧状态并且可以很简单地进行安装。
[0035]例如，测量部件被容置在“对扣引鞋”的夹持头中，这允许测量部件在接头上快速就位并有效保持。此外，这具有无需任何额外设备来形成支承测量部件的支承件的优点。
[0036]优选地，夹持头具有圆柱形内表面，该圆柱形内表面能够在第一元件与第二元件连接时环绕第一元件，槽座在夹持头中形成孔，该孔通到圆柱形内表面上。
【附图说明】
[0037]根据下面参照附图所作的说明，本发明的其他特征和优点将得到体现，附图中:
[0038]一图1示出了根据本发明的方法的螺纹接头的控制装置；
[0039]一图2A以纵向剖视图示意性地示出了对称布置的两个螺纹接头所构成的装配件的一部分；
[0040]一图2B是图2A的装配件的简化示意图，示出了图1的控制装置的一部分；
[0041]一图3示出了用于实施根据本发明的方法的“对扣引鞋”类导向装置的局部被切除的透视图；
[0042]一图4不出了图3的装置的剖视图；
[0043]一图5至图7示出了尺寸特征随时间的变化曲线。
【具体实施方式】
[0044]图1示意性地示出了用于实施根据本发明的控制管形装配件的螺纹接头的旋紧状态的方法的控制装置。控制装置带有总附图标记100，管形装配件带有附图标记10。
[0045]如图1所示，管形装配件10是套筒式管形装配件。装配件10具有连接具有回转轴线X的两个大长度管Tl和T2的连接套筒12，并限定对称的第一和第二螺纹接头14。下面仅对两个螺纹接头中的 一个进行说明，例如对由套筒12和管T2形成的螺纹接头14进行说明。
[0046]所谓“大长度”管，指的是数米长的管，例如约十米长的管。
[0047]典型地，螺纹接头14具有第一阴型螺纹管形元件16和第二阳型螺纹管形元件18。在该实例的情况下，第一阴螺纹管形元件16属于包容式/包容式连接套筒12，阳螺纹元件18属于大长度管T2的一端部。
[0048]在未在附图中示出的一变型中，阴螺纹元件16和阳螺纹元件18也可以每个都属于“大长度”管的一端部。在这种情况下称为“整体连接”。
[0049]优选地，管Tl和管T2可以由任意种类的非合金钢、低合金钢或高合金钢制成，甚至由铁合金或非铁合金制成，以适应不同的工作条件:机械应力等级，管内或管外流体的腐蚀性质。
[0050]在图2A中示出了图1的管形元件的剖视图。如该图所示，阳螺纹元件18通过旋紧分别装配在连接套筒12的阴螺纹元件16中，以构成由凸柱20连接的两个对称的螺纹接头14。该凸柱20的长度通常为数厘米。优选地，套筒12的凸柱20的内径基本与管Tl和管T2的内径相同，以便内部流通的流体的流动不受干扰。
[0051]如图2A所示，阴螺纹元件16在内部具有:阴螺纹22、以及在阴螺纹22与凸柱20之间延伸的无螺纹部分。优选地，阴螺纹元件16还具有密封支承部24和肩部止挡部26。因此，无螺纹部分尤其具有在凸柱20的端部形成肩部26的基本横向朝向的环形止挡表面，以及接着肩部、形成密封支承部24的锥形支承表面。
[0052]同样地，阳螺纹元件18优选地包括密封支承部30和肩部止挡部32。与阴螺纹元件一样，密封支承部在阳螺纹28后、在阳螺纹元件18的无螺纹部分上延伸。该无螺纹部分具有基本形成阳肩部32的径向朝向的环形止挡表面、以及接着肩部的形成密封支承部30的锥形支承表面。
[0053]在将阳螺纹28完全旋紧在阴螺纹22中后，阳止挡表面32和阴止挡表面26 —个抵靠另一个，而阳支承表面30和阴支承表面24相互径向地干涉，并因此处于金属对金属的接触压力下。因此，这些支承表面构成密封支承部，密封支承部即使对于较高的内或外流体压力和对于不同的应力(轴向拉伸、轴向压缩、挠曲、扭转等)，也使螺纹接头密封。
[0054]图1还示出了控制管形螺纹接头的旋紧状态的控制装置100。根据本发明，该控制装置100具有测量部件102，测量部件测量第一管形元件、第二管形元件中的一个的尺寸特征。在该实例中，如图1所示，测量部件102被设置成测量阴螺纹管形元件16的尺寸特征。显然，在未示出的一变型中，测量部件102也可以被设置成测量阳螺纹管形元件的尺寸特征。
[0055]测量部件102优选地具有至少一个测量尺寸特征的测量单元。优选地，如图所示，测量部件102具有分别测量第一、第二和第三尺寸特征的三个测量单元104A、104B和104C。优选地，每个测量单元具有超声换能器。超声换能器典型地具有超声波发射器和超声波接收器。
[0056]例如，发射器和接收器位于同一盒中。典型地，发射器发射一列波，该列波在待检测物体上反射，然后返回到接收器。往返所花费的时间“T”允许根据以下等式确定物体相对于源(换能器)的距离“d”:
[0057]d = vXT
[0058]在该实例中，超声信号发射到螺纹管形元件的主体内部，分析该往返信号的传播持续时间Τ。在该实例中，V是声音在构成管形元件的材料中的速度，待检测物体(即超声波反射界面)是管/空气界面。
[0059]此外，优选地，每个换能器104被设置成抵靠阴螺纹元件16的管形外表面。例如，换能器盒具有磁化表面，该磁化表面能够抵靠阴螺纹元件的管形表面固定。
[0060]在所述实例中，第一、第二和第三尺寸特征每个都由双向箭头示意性地示出(图2Β)。
[0061]更确切地，在该实例中，第一尺寸特征对应于在阴螺纹元件16的具有密封支承部24的部分中的沿基本径向的预定方向的厚度(由Fl表示的箭头)，第二尺寸特征对应于沿相同径向方向的、但在元件16的具有止挡部26的部分中的厚度(由F2表示的箭头)。实际上，支承部24和肩部止挡部26在旋紧过程中如发明人所了解的那样特征性地变形。尺寸特征的变化对应于阴螺纹元件沿预定方向的伸长和/或缩短。
[0062]第三尺寸特征对应于螺纹元件16的沿基本轴向的预定方向的长度(由F3表示的箭头)。同样地，阴螺纹元件16在旋紧时在其长度方向上特征性地变形。优选地，第三特征对应于包括阴螺纹元件的套筒在阴螺纹元件的上部部分的总长度，所述上部部分即在阴螺纹元件的凸柱的上方轴向延伸的最长部分。
[0063]另外，图5、图6和图7分别示出了阴螺纹元件的三个尺寸特征的测量情况的变化曲线。这些曲线表示超声信号的往返传播持续时间Τ(单位为毫微秒(ns))随时间t (单位为秒(S))的变化。
[0064]因此，图5示出了由换能器104A在密封支承部处测量的第一尺寸特征随时间的变化。该曲线首先具有水平部分，然后，曲线以正斜率缓慢变化直至达到最大值“Ml” (阶段PD。曲线具有斜率突变的变化点，曲线以负斜率急剧变化直至达到最小值“m2”(阶段P2)。然后，曲线具有包括回弹的第三阶段P3。
[0065]从物理学的观点看，所识别的阶段Pl对应于阴螺纹元件16在其密封支承部24处的径向伸长(P1)，该径向伸长由于将阳螺纹元件18引入到阴螺纹元件16中而引起阴螺纹元件16的轴向压缩、因此引起阴螺纹元件的轻微的径向膨胀造成。因此，这种伸长造成信号传播的往返持续时间的增加。当阳螺纹元件18和阴螺纹元件16的密封表面24和30接触时，开始第二阶段P2:这时，密封表面处的径向厚度快速减小。第三阶段P3对应于止挡部的对接:这时，由于套筒被阳螺纹管形元件轴向压缩，密封表面24处的径向厚度再次增大。
[0066]图6示出了由换能器104B测量的第二尺寸特征随时间、因而在旋紧过程中的变化。该曲线也具有三个阶段Pl至P3:曲线因而首先具有零斜率(P1)，然后，曲线以正斜率急剧变化(P2)，然后以正斜率较缓变化(P3)。
[0067]从物理学的观点看，第一阶段Pl对应于在阳肩部止挡部32与阴肩部止挡部26这两个肩部止挡部之间不存在接触，并且该部分不发生任何明显变形，信号传播的持续时间恒定。第二阶段P2对应于厚度在阴止挡部处的伸长，这与通过阳螺纹元件18使阴螺纹元件16压缩有关，所述压缩趋向于使阴螺纹元件16的凸柱沿径向方向变形。最后，具有较小斜率的第三阶段P3对应于止挡部32和26塑化的开始。
[0068]图7示出了由换能器104C测量的第三特征随时间的变化。该曲线具有四个阶段Pl至P4。第一阶段Pl具有几乎为零的斜率且带有背景噪声。第二阶段P2具有正斜率，然后，第三阶段P3对应于曲线的基本呈线性的急剧变化，直至对应于非线性变化的阶段P4。
[0069]从物理学的观点看，阶段Pl示出了沿螺纹元件的长度方向的不规则变形。这可以由在该阶段只有螺纹发生接触来解释。变形主要沿径向方向发生。从阶段Pl到阶段P2的过渡对应于密封支承部的接触。这种接触引起阴螺纹元件的轻微伸长。在从阶段P2到阶段P3的过渡时，止挡部接触。止挡部一个在另一个上的压缩会引起阴螺纹元件沿轴向方向的高度特征性的伸长。这种伸长发生在阴螺纹元件的弹性范围内，因而解释了在阶段P3中曲线基本呈线性的部分。最后，阴螺纹元件16的变形达到构成该元件的材料的弹性极限，曲线在第四阶段P4变为非线性的。
[0070]因此，可以在变化曲线的斜率改变与螺纹接头的旋紧状态之间建立对应关系。“螺纹接头的旋紧状态”主要理解为从下列状态中选择的一种状态:螺纹接合，止挡部接触，密封支承部接触，塑化开始。但是，可以在这些变化曲线中识别出其他旋紧状态而不超出本发明的范围。
[0071]优选地，装置100还具有分析所测得的变化曲线的分析部件106。分析部件106能够在尺寸特征的变化分布图中识别至少一个斜率变化区域，并在该区域与螺纹接头的旋紧状态之间建立对应关系。
[0072]优选地，为了在这些不同的斜率变化区域与螺纹接头的旋紧状态之间建立对应关系，通过例如有限元法的数学方法建立变化分布图模型，分析部件能够比较所测得的变化分布图与分布图模型。
[0073]此外，例如，旋紧设备具有旋紧扳手(未示出)。因此，螺纹接头通常借助能够形成较大扭矩的被称为“旋紧扳手”的机械机器或液压机器被旋紧在合适位置，这是因为应当旋紧所述螺纹接头超过轴向止挡表面的对接部。
[0074]在现有技术中，当达到给定旋紧扭矩(额定扭矩)时，扳手终止。但是，鉴于扳手的惯性，所获得的实际扭矩相对于所期望的额定扭矩可能有所偏差。这种偏差取决于多种因素，可以通过降低旋紧速度而减小，但这不利于旋紧的生产率。
[0075]优选地，装置100具有导控部件(未示出)，导控部件根据尺寸特征的测量结果导控接头的旋紧的终止。优选地，导控部件根据尺寸特征所达到的、例如由前述分析部件106提供的预定值，导控接头的旋紧扳手。这允许在旋紧的控制上获得较高的可靠性，从而在确保足够的密封性的同时避免对接头的任何过度紧固。有利地，根据对接头 的一部分的伸长或缩短的测量结果而进行的旋紧控制允许考虑到所考虑的接头的固有特征。因此，这允许不再使用本领域中典型采用的、不考虑每个接头的固有特点的经验准则。
[0076]图3和图4示出了根据本发明的一【具体实施方式】的控制装置100。控制装置100放置在导向装置200中，该导向装置在第一螺纹管通过旋紧与第二螺纹管连接时引导第一螺纹管，其中第一螺纹管例如是阴螺纹管形元件16，第二螺纹管例如是阳螺纹管形元件18。
[0077]这种导向装置200按照英语术语通常被称为“stabbing guide (对扣引鞋)”。该导向装置200具有夹持第一管的夹持头202。测量尺寸特征的测量部件优选地至少部分地设置在夹持头202中。因此，图4示出了具有超声换能器104A和104C的两个测量单元104，所述两个测量单元定位在夹持头202中，用以接触或靠近阴螺纹管形元件。优选地，测量部件102容置在如图3所示的夹持头202中。在所示实例中，腔204布置在夹持头的内部，以允许容置换能器104A。此外，支承件206例如被固定到夹持头，以允许使换能器104C保持在合适位置。例如，支承件具有凸缘式和弹簧式系统。
[0078]装置200典型地还具有紧固环208，该紧固环能够围紧夹持头202。
[0079]现在基于前述图1至图7，对根据本发明的控制方法的主要步骤进行说明。
[0080]通常为了形成图1所示的连接，预先将第一插入式管Tl预装配到套筒12中。该步骤例如可以在工厂预先进行。因此，具有套筒12和第一插入式管Tl的组件形成第一螺纹接头14，该第一螺纹接头在工厂中已预装配好，然后例如运输到石油平台(未示出)。
[0081]因此，第一接头14例如竖直地定位在石油平台上。该第一接头14在所述实例中通过导向装置200即“对扣引鞋”被保持在竖直位置，该导向装置通过其夹持头202经由套筒12保持第一接头。因此，在所示实例中，套筒12具有阴螺纹自由端16，该阴螺纹自由端用于套筒与第二插入式管T2的阳螺纹端部18中的一个的连接。
[0082]导向装置200在该【具体实施方式】中具有用于测量部件102的槽座，所述测量部件在旋紧过程中测量螺纹元件的尺寸特征。但是，在一变型中，测量部件102可以以允许进行所述控制方法的任何其他方式布置。
[0083]优选地，夹持头202具有圆柱形内表面203，该圆柱形内表面能够在第一元件16与第二元件18连接时环绕第一元件。优选地，槽座在夹持头202中形成孔204，该孔通到圆柱形内表面203上。因此，当测量部件102插入到孔的内部时，测量部件与第一管形元件直接接触，从而允许进行测量。显然，形成槽座的孔的位置被合理地选择，以允许例如进行测量。
[0084]因此，当插入具有连接套筒12和第一管Tl的组件10时，超声换能器104相对于连接套筒12定位，使得超声换能器能够测量第一至第三尺寸特征。
[0085]接下来，对控制步骤的展开进行详细说明。在旋紧过程中，测量部件102测量阴螺纹元件16的沿预定方向的尺寸特征随时间的变化，该阴螺纹元件16预先布置在导向装置200的内部。
[0086]在该实例中，对阴螺纹元件的三个尺寸特征的变化进行测量:
[0087]—第一尺寸特征对应于阴螺纹元件16在密封表面处沿径向方向的厚度；
[0088]一第二尺寸特征对应于阴螺纹元件16在止挡表面处沿径向方向的厚度；
[0089]一第三尺寸特征对应于阴螺纹元件16在其上部径向部分、即止挡表面的上方的沿轴向方向的长度。
[0090]在接下来的步骤过程中，分析部件106分析这些表示随时间变化的曲线。因此，这三个尺寸特征随时间的变化分别由图5至图7的曲线表示。这种分析显然也可以由平台的操作人员直接进行。
[0091]然后，分析部件106在尺寸特征的变化分布图上识别至少一个斜率变化区域，并在该区域与螺纹接头的旋紧状态之间建立对应关系。该步骤可以通过分析部件进行，但也可以由平台的操作人员进行。
[0092]优选地，为了建立这种对应关系，分析部件106比较通过例如有限元法的数学方法建立的变化分布图模型。然后，分析部件106比较所测得的变化分布图与分布图模型，以识别所测得的变化分布图的特征区域。
[0093]优选地，在该实例中，设备具有导控部件，导控部件根据对尺寸特征的变化的分析结果，导控接头的旋紧的终止。例如，导控部件直接导控旋紧扳手。一旦检测到预定的旋紧状态，就终止旋紧。
[0094]显然，可以考虑其他实施方式而不超出本发明的范围。因此，本领域技术人员可以对作为实例刚说明过的本发明进行多种改变。
【主权项】
1.一种控制管形螺纹接头(14)的旋紧状态的控制方法，管形螺纹接头(14)具有阳螺纹管形元件(18)和阴螺纹管形元件(16)，其特征在于，在阳螺纹管形元件(18)旋紧在阴螺纹管形元件(16)中的过程中，测量阳螺纹管形元件(18)和阴螺纹管形元件(16)中的至少一个的沿预定方向的尺寸特征随时间的变化，并且分析尺寸特征随时间的变化，以确定管形螺纹接头(14)的旋紧状态。2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，通过超声信号测量所述尺寸特征。3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，为测量尺寸特征，将超声信号发射到阴螺纹管形元件(16)的主体中，并且分析该超声信号沿所述预定方向的往返传播的持续时间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其中，尺寸特征表示阴螺纹管形元件(16)沿基本径向的预定方向的厚度，或阴螺纹管形元件沿基本轴向的预定方向的长度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制方法，其中，在阴螺纹管形元件(16)的具有密封支承部(24)和/或肩部止挡部(26)的部分中测量尺寸特征。6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制方法，其中，尺寸特征的变化对应于阴螺纹管形元件(16)沿所述预定方向的伸长和/或缩短。7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制方法，其中，在尺寸特征的变化分布图中识别出至少一个斜率变化区域，并在斜率变化区域与管形螺纹接头(14)的旋紧状态之间建立对应关系。8.根据权利要求7所述的控制方法，其中，为建立这种对应关系，通过例如有限元法的数学方法建立变化分布图模型，并比较所测得的变化分布图与所述变化分布图模型。9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制方法，其中，根据尺寸特征的测量结果，导控管形螺纹接头(14)的旋紧的终止。10.—种装配接头的装配方法，其中，通过旋紧装配阴螺纹管形元件(16)和阳螺纹管形元件(18)，其特征在于，所述装配方法采用根据权利要求1至9中任一项所述的控制方法。11.一种控制管形螺纹接头(14)的旋紧状态的控制装置(100)，管形螺纹接头(14)具有阳螺纹管形元件(18)和阴螺纹管形元件(16)，其特征在于，所述控制装置具有测量部件(102)和分析部件(106)，所述测量部件用于测量阳螺纹管形元件(18)和阴螺纹管形元件(16)中的至少一个的沿预定方向的尺寸特征随时间的变化，所述分析部件用于分析尺寸特征随时间的变化，以确定管形螺纹接头(14)的旋紧状态。12.根据权利要求11所述的控制装置(100)，其中，所述控制装置具有导控部件，导控部件根据尺寸特征的测量结果导控管形螺纹接头的旋紧的终止。13.根据权利要求11或12所述的控制装置(100)，其中，测量部件(102)具有至少一个超声换能器(104A，104B，104C)。14.一种导向装置(200)，所述导向装置用于在第一螺纹管形元件(16)与第二螺纹管形元件(18)通过旋紧连接时导引第一螺纹管形元件，所述导向装置具有夹持第一螺纹管形元件(16)的夹持头(202)，其特征在于，导向装置(200)具有用于测量部件(102)的槽座，所述测量部件用于测量第一螺纹管形元件的尺寸特征随时间的变化并且至少部分地布置在夹持头(202)中，以便允许应用根据权利要求1至9中任一项所述的控制方法。15.根据权利要求14所述的导向装置(200)，其中，所述夹持头(202)具有圆柱形内表面(203)，该圆柱形内表面能够在第一螺纹管形元件(16)与第二螺纹管形元件(18)连接时环绕第一螺纹管形元件，槽座(204)在夹持头(202)中形成孔，该孔通到圆柱形内表面(203)上。
【专利摘要】本方法应用于螺纹接头(14)，该螺纹接头具有阳螺纹管形元件(18)和阴螺纹管形元件(16)。在该方法中，在阳螺纹元件(18)旋紧在阴螺纹元件(16)中的过程中，测量元件(16，18)中的至少一个的沿预定方向的尺寸特征随时间的变化。然后，分析尺寸特征随时间的变化，以确定螺纹接头(14)的旋紧状态。
【IPC分类】E21B19/16
【公开号】CN104884731
【申请号】CN201380065971
【发明人】N·布勒齐亚, S·科林, A·布罗迪
【申请人】瓦卢瑞克石油天然气法国有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月16日
【公告号】CA2890675A1, EP2935759A1, US20150308201, WO2014096663A1