本发明属于紧固维护领域，具体是一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法。
背景技术：
1、油套管是石油钻采过程中重要的设备之一，其螺纹接头作为连接管道和设备的关键部件，承受着复杂多变的载荷和环境影响。螺纹接头在长期使用过程中可能会出现松动、疲劳裂纹等问题，导致设备故障或事故发生。因此，对油套管螺纹接头的紧固状态进行评估具有重要意义，可以及时发现问题并采取措施，确保设备安全运行和延长使用寿命。该评估方法可以结合实地检测、数值模拟、监测仪器等手段进行综合分析，为设备管理和维护提供科学依据。通过油套管的螺纹接头紧固状态评估方法对油套管螺纹接头的紧固程度进行分析。
2、传统的检查方法往往依赖于人工观察和经验判断，存在主观性较强的问题，容易造成评估结果不准确；同时，传统方法通常只能对整体螺纹接头进行检测，无法实现对不同区域或分组的精细监测；难以综合考虑螺纹接头的紧固应力和疲劳损伤，难以定量化紧固状态评估。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，用于解决对整体螺纹接头进行检测，无法实现对不同区域或分组的精细监测；难以综合考虑螺纹接头的紧固应力和疲劳损伤，难以定量化紧固状态评估的技术问题。
2、为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，包括：
3、根据油套管的螺纹接头连接管道的直径，对油套管的螺纹接头进行分组，并对每个分组的螺纹接头进行区域划分，检测油套管的螺纹接头每个分区的应力；
4、在预设的检测时间区间中，检测油套管的螺纹接头每个分区的应力，是否位于预设的阈值范围内，若是，则绘制螺纹接头在每个检测时间区间内，各个分区的应力波动图像，否则，立即对对应的编号的螺纹接头进行紧固预警；
5、通过超声波检测技术检测油套管的螺纹接头每个分区的厚度数据，并通过布置红外监控摄像头，采集油套管的螺纹接头处的热红外图像；
6、根据采集的螺纹接头的红外图像和螺纹接头每个分区的厚度数据，分析螺纹接头在每个检测时间区间内的应力分布均匀性；
7、分析螺纹接头每个分区的应力波动图像和应力分布均匀性，建立螺纹接头紧固程度分析模型，得到油套管的螺纹接头的紧固程度分析系数；
8、建立油套管的螺纹接头的有限元模型，通过有限元分析，评估螺纹接头在周期性载荷加载下的疲劳损伤情况，并计算油套管的螺纹接头的疲劳折损系数；
9、根据螺纹接头的紧固程度分析系数和螺纹接头的疲劳折损系数，分析油套管的螺纹接头的紧固状态。
10、作为本发明进一步的方案：根据油套管的螺纹接头连接管道的直径，对油套管的螺纹接头进行分组，并对每个分组的螺纹接头进行区域划分，检测油套管的螺纹接头每个分区的应力，包括以下步骤：
11、根据油套管的螺纹接头连接管道的直径，将接管道的直径小于等于25mm的螺纹接头分组为小直径油套管的螺纹接头分组，将接管道的直径大于25mm，且小于等于150mm的螺纹接头分组为中直径油套管的螺纹接头分组，将接管道的直径大于150mm的螺纹接头分组为大直径油套管的螺纹接头分组，对油套管的螺纹接头进行分组，并对不同的油套管的螺纹接头分组中的螺纹接头进行编号；
12、对油套管的螺纹接头分组中的油套管的螺纹接头的螺纹区域进行分区，将小直径油套管的螺纹接头分组中，螺纹接头的螺纹区域分为n个分区，将中直径油套管的螺纹接头分组中，螺纹接头的螺纹区域分为5n个分区，将大直径油套管的螺纹接头分组中，螺纹接头的螺纹区域分为10n个分区；
13、通过在油套管的螺纹接头每个分区对应的表面设置磁轭检测器，检测油套管的螺纹接头每个分区的应力。
14、作为本发明进一步的方案：在预设的检测时间区间中，检测油套管的螺纹接头每个分区的应力，是否位于预设的阈值范围内，包括以下步骤：
15、采集螺纹接头首次紧固的首个预设检测时间区间内螺纹接头分区的应力平均值d；
16、在最新的检测时间区间中，检测油套管的螺纹接头每个分区应力的平均值；
17、判断油套管的螺纹接头各个分区的应力的平均值，是否位于预设的阈值范围［d-d*8%，d+d*8%］内。
18、作为本发明进一步的方案：根据采集的螺纹接头的红外图像和螺纹接头每个分区的厚度数据，分析螺纹接头在每个检测时间区间内的应力分布均匀性，包括以下步骤：
19、获取检测时间区间内，不同时刻油套管的螺纹接头的红外图像帧，对红外图像中螺纹接头的内部区域进行标注；
20、对螺纹接头的内部区域图像进行灰度处理，获取螺纹接头的内部区域图像每个像素点的灰度值，计算螺纹接头的内部区域图像每个像素点的灰度值的方差；
21、若方差小于预设阈值，则判断螺纹接头的内部区域温度分布均匀，并提取对应红外图像帧的采集时刻，否则，判断螺纹接头的内部区域温度分布不均；
22、筛选提取的螺纹接头的内部区域温度分布均匀的数据采集时刻，对应的螺纹接头每个分区的厚度数据；
23、根据筛选出的螺纹接头每个分区的厚度数据，通过以下公式，分析螺纹接头在每个检测时间区间内的应力分布均匀性：
24、
25、其中，y为螺纹接头在每个检测时间区间内的应力分布均匀度，s1为小直径油套管的螺纹接头分组中的螺纹接头每个分区平均厚度的方差，μ1为小直径油套管的螺纹接头分组中的螺纹接头每个分区平均厚度的平均值，s1i为小直径油套管的螺纹接头分组中的螺纹接头第i个分区每个像素点对应厚度的方差，μ1i为小直径油套管的螺纹接头分组中的螺纹接头第i个分区每个像素点对应厚度的平均值；s2为中直径油套管的螺纹接头分组中的螺纹接头每个分区平均厚度的方差，μ2为中直径油套管的螺纹接头分组中的螺纹接头每个分区平均厚度的平均值，s2i为中直径油套管的螺纹接头分组中的螺纹接头第i个分区每个像素点对应厚度的方差，μ2i为中直径油套管的螺纹接头分组中的螺纹接头第i个分区每个像素点对应厚度的平均值；s3为大直径油套管的螺纹接头分组大的螺纹接头每个分区平均厚度的方差，μ3为大直径油套管的螺纹接头分组大的螺纹接头每个分区平均厚度的平均值，s3i为大直径油套管的螺纹接头分组大的螺纹接头第i个分区每个像素点对应厚度的方差，μ3i为大直径油套管的螺纹接头分组大的螺纹接头第i个分区每个像素点对应厚度的平均值。
26、作为本发明进一步的方案：分析螺纹接头每个分区的应力波动图像和应力分布均匀性，建立螺纹接头紧固程度分析模型，得到油套管的螺纹接头的紧固程度分析系数，包括以下步骤：
27、获取每个检测时间区间内螺纹接头每个分区的应力波动图像，计算螺纹接头首次安装的首个检测时间区间内螺纹接头每个分区的应力平均值x，根据分区的应力平均值计算对应分区的应力区间为［x-x*8%，x+x*8%］，统计每个检测时间区间内螺纹接头每个分区的应力不属于应力区间的时间；
28、根据螺纹接头每个分区的应力区间和每个检测时间区间内螺纹接头每个分区的应力不属于应力区间的时间，以及应力分布均匀性，建立螺纹接头应力分析模型，计算油套管的螺纹接头的紧固程度分析系数。
29、作为本发明进一步的方案：建立螺纹接头应力分析模型，计算油套管的螺纹接头的紧固程度分析系数，包括以下步骤：
30、根据螺纹接头每个分区的应力区间和每个检测时间区间内螺纹接头每个分区的应力不属于应力区间的时间，计算每个检测时间区间内，螺纹接头的各个分区的应力不属于应力区间的时间占检测时间区间的百分比；
31、通过以下公式，建立螺纹接头应力分析模型，计算油套管的螺纹接头的紧固程度分析系数：
32、
33、其中，α为油套管的螺纹接头的紧固程度分析系数，saj为第j个检测时间区间，螺纹接头的各个分区平均应力的方差，μaj为第j个检测时间区间，螺纹接头的各个分区平均应力的平均值，fj为第j个检测时间区间，螺纹接头的各个分区的应力不属于应力区间的时间占检测时间区间的百分比，m为油套管的螺纹接头的总的检测时间区间的数量。
34、作为本发明进一步的方案：建立油套管的螺纹接头的有限元模型，通过有限元分析，评估螺纹接头在周期性载荷加载下的疲劳损伤情况，并计算油套管的螺纹接头的疲劳折损系数，包括以下步骤：
35、在有限元软件中创建油套管的螺纹接头的三维几何模型，将三维几何模型导入到有限元分析软件，在有限元分析软件中定义螺纹接头材料的弹性模量、泊松比、密度以及疲劳属性，同时，在油套管的螺纹接头的两端设置固定约束，生成有限元模型；
36、通过对有限元模型施加动态载荷，计算油套管的螺纹接头的疲劳折损系数。
37、作为本发明进一步的方案：通过对有限元模型施加动态载荷，计算油套管的螺纹接头的疲劳折损系数，包括以下步骤：
38、根据油套管的螺纹接头的工作条件，定义周期性载荷，周期性载荷包括内压、外压、温度载荷和由于振动产生的动态载荷；
39、在有限元分析软件定义载荷在一个检测时间区间内随时间呈正弦波变化5～10个周期，根据油套管的螺纹接头总的使用时间，将周期性载荷施加到有限元模型；
40、有限元分析软件基于s-n曲线应力疲劳分析法，基于施加的周期性载荷，运行疲劳分析，预测油套管螺纹接头在周期性载荷作用下的疲劳寿命，将疲劳寿命除以油套管螺纹接头总的使用寿命，得到的结果为油套管的螺纹接头的疲劳折损系数。
41、作为本发明进一步的方案：根据螺纹接头的紧固程度分析系数和螺纹接头的疲劳折损系数，分析油套管的螺纹接头的紧固状态，包括以下步骤：
42、根据螺纹接头的紧固程度分析系数和螺纹接头的疲劳折损系数，通过以下公式，计算油套管的螺纹接头的紧固状态分析值：
43、
44、其中，e为油套管的螺纹接头的紧固状态分析值，f0为最新的检测时间区间内，油套管的螺纹接头的各个分区应力的平均值，α为油套管的螺纹接头的紧固程度分析系数，β为油套管的螺纹接头的疲劳折损系数；
45、若油套管的螺纹接头的紧固状态分析值e，超出预设阈值，则对对应的螺纹接头进行紧固状态预警。
46、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
47、本发明通过将螺纹接头按照直径进行分组，便于更精确地评估不同尺寸的螺纹接头在工作过程中承受的应力情况。不同直径的螺纹接头可能受到不同大小和类型的载荷影响，因此对其进行分组评估提升准确度。通过区域划分并检测每个分区的应力，便于快速有效地发现潜在问题或异常情况。针对不同分区的应力情况，将不同直径和区域的螺纹接头数据进行比较和统计，有助于建立更加准确的评估模型，便于发现螺纹接头的潜在紧固问题。
48、本发明通过结合螺纹接头的紧固程度和疲劳折损进行分析，更全面地评估螺纹接头的状态。通过静态条件下的紧固情况，结合动态条件下的疲劳损伤情况，通过监测和分析紧固程度和疲劳折损系数，便于及时发现螺纹接头出现松动或疲劳裂纹等潜在紧固问题，并提前预警；通过对紧固状态和疲劳折损进行综合分析，便于及时发现并处理螺纹接头问题，可以减少因故障带来的停机时间和维修成本，有效管理螺纹接头状态有助于降低设备运行成本。
1.一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，其特征在于，根据油套管的螺纹接头连接管道的直径，对油套管的螺纹接头进行分组，并对每个分组的螺纹接头进行区域划分，检测油套管的螺纹接头每个分区的应力，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，其特征在于，在预设的检测时间区间中，检测油套管的螺纹接头每个分区的应力，是否位于预设的阈值范围内，包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，其特征在于，根据采集的螺纹接头的红外图像和螺纹接头每个分区的厚度数据，分析螺纹接头在每个检测时间区间内的应力分布均匀性，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，其特征在于，分析螺纹接头每个分区的应力波动图像和应力分布均匀性，建立螺纹接头紧固程度分析模型，得到油套管的螺纹接头的紧固程度分析系数，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，其特征在于，建立螺纹接头应力分析模型，计算油套管的螺纹接头的紧固程度分析系数，包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，其特征在于，建立油套管的螺纹接头的有限元模型，通过有限元分析，评估螺纹接头在周期性载荷加载下的疲劳损伤情况，并计算油套管的螺纹接头的疲劳折损系数，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，其特征在于，通过对有限元模型施加动态载荷，计算油套管的螺纹接头的疲劳折损系数，包括以下步骤：
9.根据权利要求1所述的一种油套管的螺纹接头紧固状态评估方法，其特征在于，根据螺纹接头的紧固程度分析系数和螺纹接头的疲劳折损系数，分析油套管的螺纹接头的紧固状态，包括以下步骤：
