(中国石油集团工程技术研究院有限公司， 北京 102206)

引言

连续循环系统关键技术之一是在高压腔体内完成钻杆接头的上卸扣操作。与常规上卸扣作业环境不同，由于高压腔内存在钻井液压力，钻杆将承受很大的上顶力，若上卸扣时未平衡此上顶力，则接头螺纹面就会形成很大的接触压力，必然导致螺纹加速磨损失效。因此在上卸扣过程中，必须对螺纹面上的载荷进行控制，将螺纹面上的接触压力控制在合理的范围内，以减小螺纹磨损，提高使用寿命。根据连续循环系统上卸扣操作步骤，对上卸扣控制要求进行分析，在此基础上制定了相应的液控回路方案，并建立仿真模型，为连续循环系统上卸扣控制提供科学参考。

1 上卸扣步骤与控制要求

连续循环系统上卸扣装置由动力钳、平衡机构和背钳组成，如图1所示[1-2]。上卸扣基本步骤[3]包括：

(1) 上卸扣前，用动力钳夹紧机构夹紧上部钻杆本体，背钳夹紧下部钻杆母接头；

(2) 卸扣时，先用动力钳紧崩扣机构崩开第一扣，然后启动旋扣机构反向旋转上部钻杆，与此同时，利用平衡机构平衡钻井液上顶力作用，并使动力钳随上部钻杆同步向上移动，在旋扣机构和平衡机构联合驱动下，上部钻杆的公接头与下部钻杆的母接头完全分离，至此完成卸扣操作；

(3) 上扣时，先用旋扣机构正向旋转上部钻杆，平衡机构克服钻井液上顶力作用驱动动力钳下放上部钻杆，在旋扣机构与平衡机构联合驱动下，上部钻杆的公接头与下部钻杆的母接头旋合，在旋合过程中，利用平衡机构使动力钳随上部钻杆同步向下移动，接头旋紧后用紧崩扣机构上紧最后一扣，至此完成上扣操作。……