【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于油氣井帶壓作業鉆采，具體地講，是涉及一種基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估裝置及方法。
技術介紹
1、帶壓作業技術在油氣行業中扮演著至關重要的角色，特別是在井筒內保持壓力狀態時，使用帶壓作業裝備對油氣管柱進行操作。這種技術的應用顯著減輕了對油層的潛在污染，同時最大限度地保護了地層和作業環境，為油氣資源的持續開發奠定了堅實的基礎。在這一過程中，卡瓦是關鍵設備之一，其工作頻率極高。卡瓦的主要功能是夾持、起升和下放管柱，這要求其在保持管柱牢固的同時，還要防止滑脫和損傷油管。為了滿足這些嚴苛的要求，卡瓦內部裝備有牙板，其上有許多與油氣管柱直接接觸的牙板齒。然而，這些齒在長時間的使用中不可避免地會磨損，進而影響卡瓦的帶壓作業能力。
2、評估和提高帶壓作業機卡瓦的作業能力至關重要，因為油氣井帶壓作業的風險極大，作業條件復雜且惡劣，對設備的安全性和可靠性提出了極高的要求。如果卡瓦的性能下降，可能會導致打滑等安全隱患，增加井噴、天然氣泄漏等事故的風險，這不僅會對作業人員的安全構成威脅，還會造成巨大的經濟損失。
3、因此，對卡瓦的工作能力進行準確評估，以及采取相應的措施來改進和維護，是確保油氣井帶壓作業安全、高效進行的關鍵。通過對卡瓦工作能力的準確評估，可以最大限度地減少作業風險，保障油氣資源的可持續開發。
4、現階段國內對于卡瓦帶壓作業能力評價主要以卡瓦牙齒摩損程度來判斷，如在生產制造卡瓦時，在其牙齒最下端設置一排齒尖高度低于其他牙齒的齒尖高度的限位齒，用于判斷卡瓦牙齒磨損高度，是
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供一種基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估裝置及方法。本專利技術為解決其技術問題所采用的技術方案是利用裝置進行實驗得到卡瓦磨損高度與工作能力之間的映射關系，從而實現對新舊卡瓦帶壓作業能力的評估，從而節約成本防止出現直接安全事故。
2、進一步的，所述的一種基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估裝置，其特征在于，包括壓力機裝置，帶壓作業機卡瓦試驗裝置，控制及數據傳輸裝置。
3、進一步的，所述的壓力機裝置，其具有對物體向下施加壓縮載荷的能力，所述壓力機裝置，包括用于支撐整個實驗裝置的壓力機裝置的底座臺，焊接在壓力機裝置底座臺上的行架，焊接在行架之上的頂蓋，安裝在行架間的移動壓力臂；
4、進一步的，所述的帶壓作業機卡瓦試驗裝置，其通過支撐住焊接在壓力機裝置的底座臺上，其具有將壓力機裝置向下施加壓縮載荷轉換為向下拉伸載荷的能力，還有安裝更換卡瓦牙板與夾持油管的能力，所述帶壓作業機卡瓦試驗裝置包括貫穿整個裝置的油管，在油管底部使用螺紋連接的堵頭，置于堵頭沉臺孔上的壓力棒，用于夾持油管的卡瓦，用于安裝卡瓦的帶壓作業機卡瓦座，與帶壓作業機卡瓦座使用螺紋連接的支撐柱，與帶壓作業機卡瓦座通過液壓管使用螺紋連接的液壓油泵；
5、進一步的，所述的控制及數據傳輸裝置，其與壓力機裝置并行通信實現信號傳輸，其具有控制及數據傳輸裝置具有控制壓力機裝置的載荷大小并實時記錄的能力。
6、進一步的，所述的一種基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估方法，其步驟如下：
7、第一步，先倒模材料進行混合后，把倒模材料覆蓋在所述的卡瓦上，并填滿其卡瓦牙縫隙進行倒模，同時用相同的方法對不同磨損高度卡瓦進行倒模，靜置十分鐘后，進行脫模，分別對脫模后不同磨損高度的模具，按照卡瓦牙分布行數，切成厚度為0.2mm的薄片，放在投影測量儀器上對卡瓦磨損高度進行測量并記錄并進行編號；
8、第二步，將所述的帶壓作業機卡瓦試驗裝置安裝在壓力機裝置底座臺上，使用液壓油泵與帶壓作業機卡瓦座連接，并控制帶壓作業機卡瓦座打開，選擇測量后的一卡瓦安裝在帶壓作業機卡瓦座上，將所述的油管放在帶壓作業機卡瓦試驗裝置內，并使用高0.5米的墊塊將油管墊高，使用所述的液壓油泵控制使帶壓作業機卡瓦座關閉，使得卡瓦夾住油管；
9、第三步，使用所述的控制及數據傳輸裝置控制并記錄如所述的壓力機裝置載荷，逐步增大壓力機裝置載荷直至油管突然發生打滑下降，停止增大載荷，此時判定該卡瓦發生失效，并記錄此時壓力機載荷，該載荷為該卡瓦最大軸向承載能力即最大工作能力，然后使用液壓油泵將帶壓作業機卡瓦座打開，取出該卡瓦；
10、第四步，然后更換測量后的卡瓦，對其重復進行第二步、第三步，在完成對所有不同磨損高度的卡瓦實驗后，通過最小二乘法擬合出不同磨損狀態卡瓦磨損高度與工作能力的映射關系，得出卡瓦磨損高度與工作能力的公式如下f＝400h5-4300h4+19300h3-46500h2+61700h-35800，f為卡瓦工作能力，h為卡瓦磨損高度；
11、第五步，對將使用的卡瓦使用第一步中的模切測量法，測量出該卡瓦磨損高度h1，將h1代入第四步的f＝400h5-4300h4+19300h3-46500h2+61700h-35800公式中，通過f1＝400h15-4300h14+19300h13-46500h12+61700h1-35800可計算得到f1，f1即是該將要使用的卡瓦的工作能力，通過該方法對帶壓作業機卡瓦的工作能力進行評估。
12、本專利技術具有以下有益效果：
13、(1)本專利技術通過模切測量法表征測量了卡瓦的磨損高度。
14、(2)本專利技術通過搭建模擬實驗裝置，來模擬實際作業條件，從而能夠準確獲取新舊卡瓦的工作性能數據，達到對卡瓦的帶壓作業能力進行準確評估，有助于提高帶壓作業卡瓦使用的安全性。
15、(3)本專利技術通過測量不同磨損高度卡瓦的工作能力，建立了卡瓦磨損高度與工作能力之間的映射關系，使得現場作業中可以通過測量卡瓦的磨損高度來評估其工作能力。
16、(4)本專利技術通過測量帶壓作業機卡瓦的磨損高度來評價其工作能力，大大降低了因為不清楚使用后磨損的卡瓦的工作能力，而提前更換新卡瓦。
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1.一種基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估裝置，其特征在于，所述裝置包括壓力機裝置(1)、帶壓作業機卡瓦試驗裝置(2)、控制及數據傳輸裝置(3)，帶壓作業機卡瓦試驗裝置(2)使用螺紋與壓力機裝置(1)連接，控制及數據傳輸裝置(3)使用光纖與壓力機裝置(1)連接。
2.如權利要求1所述一種基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估裝置，其特征在于，所述壓力機裝置(1)包括支撐整個壓力機裝置(1)的壓力機裝置底座臺(14)，焊接在壓力機裝置底座臺(14)上的行架(12)，焊接在行架(12)之上的頂蓋(11)，安裝在行架(12)間的移動壓力臂(13)，所述的控制及數據傳輸裝置(3)，所述控制及數據傳輸裝置(3)使用并行通信與壓力機裝置(1)實現信號傳輸。
3.如權利要求1所述一種基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估裝置，其特征在于，所述帶壓作業機卡瓦試驗裝置(2)包括貫穿整個帶壓作業機卡瓦試驗裝置(2)的油管(22)，在油管(22)底部使用螺紋連接的堵頭(25)，置于堵頭(25)沉臺孔上的壓力棒(21)，用于夾持油管的卡瓦(23)
4.一種如權利要求3所述基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估裝置的評估方法，其特征在于，所述評估方法具體步驟如下：
...【技術特征摘要】
1.一種基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估裝置，其特征在于，所述裝置包括壓力機裝置(1)、帶壓作業機卡瓦試驗裝置(2)、控制及數據傳輸裝置(3)，帶壓作業機卡瓦試驗裝置(2)使用螺紋與壓力機裝置(1)連接，控制及數據傳輸裝置(3)使用光纖與壓力機裝置(1)連接。
2.如權利要求1所述一種基于卡瓦磨損高度測定帶壓作業機卡瓦工作能力的評估裝置，其特征在于，所述壓力機裝置(1)包括支撐整個壓力機裝置(1)的壓力機裝置底座臺(14)，焊接在壓力機裝置底座臺(14)上的行架(12)，焊接在行架(12)之上的頂蓋(11)，安裝在行架(12)間的移動壓力臂(13)，所述的控制及數據傳輸裝置(3)，所述控制及數據傳輸裝置(3)使用并行通...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘林，何旭龍，朱丹，邱順佐，王陽，王國榮，何霞，王川，廖飛龍，敬佳佳，王皓，茍如意，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發明
國別省市：
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