井下钻具扭矩测量方法研究

于怀彬 贺越腾 孙亮 赵佩 王学涛

摘 要：钻井施工过程中，扭矩是衡量钻具在井下工作状况的一个重要参数，在不同的施工参数、施工工况下扭矩也会发生较大的变化。通过测量钻具在井下所受扭矩的变化，可以对井下工况进行判断，有效避免井下复杂的发生，实现钻井提速提效。本文对钻具扭矩测量机理进行了研究，并对应变片的贴片方式进行了分析，为提高扭矩测量精度提供了一种方法。

关键词：钻具;扭矩测量;应变片;精度

为了保证钻井作业的高效安全，准确的获得近钻头处的工程参数，可以在近钻头处安放测量工具，钻井过程中实时测量近钻头处的钻压、扭矩、温度、振动等工程参数。这些工程参数的获取能够使地面工作人员实时掌握井下鉆具的工作状态，根据井下工程参数的变化来有效预见钻井事故的发生，进而做出正确的决策，减少或预防钻井事故的发生。

扭矩测量作为参数测量中的重要一环，在钻井施工现场得到越来越多的应用。本文对井下钻具的扭矩测量方法及方式进行了研究，通过测量方式优选、布片方式的优化达到提高扭矩测量精度的目的，对现场施工有一定的指导意义。

1、钻具扭矩测量机理

扭矩的测量主要是通过应变片方式测量钻铤在承受扭矩时发生的应变。测量过程为：将作为检测元件的电阻应变片粘贴在被测部件表面，然后将应变片接入应变测量电路。随着部件的受力变形，应变片的电阻发生变化，电阻变化与构件表面的应变成比例关系。……