BR112019015827B1

BR112019015827B1 - METHOD FOR COMPOSING A TUBULAR JOINT AND TUBULAR COMPOSING SYSTEM

Info

Publication number: BR112019015827B1
Application number: BR112019015827-8A
Authority: BR
Inventors: Rainer Ruehmann; Christina Karin Hebebrand
Original assignee: Weatherford Technology Holdings, Llc
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2023-06-06

Abstract

A presente revelação se refere, geralmente, a um método para composição de uma junta tubular. O método inclui giro de um primeiro tubular em relação a um segundo tubular, de modo a engatar o primeiro e segundo tubulares enquanto medido um torque entre o primeiro e o segundo tubulares, calculando um ponto de ajuste de uma velocidade rotacional relativa entre o primeiro e o segundo tubulares usando o torque medido, e usando o ponto de referência calculado com um controlador de circuito fechado para controlar a velocidade de rotação relativa entre o primeiro e o segundo tubulares.The present disclosure generally relates to a method for compounding a tubular gasket. The method includes rotating a first tubular relative to a second tubular so as to engage the first and second tubulars while measuring a torque between the first and second tubulars, calculating a set point of a relative rotational speed between the first and second tubulars. the second tubulars using the measured torque, and using the calculated reference point with a closed-loop controller to control the relative rotational speed between the first and second tubulars.

Description

BACKGROUND FIELD

[0001] A presente revelação se refere, de modo geral, a ferramentas de composição e, mais especificamente, a métodos e aparelhos para atingir o torque alvo na composição tubular.[0001] The present disclosure relates generally to compounding tools and more specifically to methods and apparatus for achieving target torque in tubular compounding.

DESCRIPTION OF THE RELATED TECHNIQUE

[0002] A construção de poços de petróleo ou gás geralmente requer que sejam feitas longas cordas tubulares que compõem o invólucro, elevadores, tubos de perfuração ou outros tubos. Devido ao comprimento destas cordas, seções ou suportes tubulares são progressivamente adicionados ou removidos das cordas tubulares à medida que são rebaixados ou elevados de uma plataforma de perfuração.[0002] The construction of oil or gas wells generally requires that long tubular cords be made that make up the casing, risers, drill pipes or other pipes. Due to the length of these ropes, tubular sections or supports are progressively added to or removed from the tubular ropes as they are lowered or raised from a drilling rig.

[0003] As cordas tubulares são formadas ligando uma pluralidade de tubulares por juntas roscadas estanques a fluidos. Cada junta roscada estanque é formada por dois tubulares com uma conexão roscada em um torque alvo.[0003] The tubular cords are formed by connecting a plurality of tubulars by fluid-tight threaded joints. Each tight threaded joint is formed by two tubulars with a threaded connection at a target torque.

[0004] Um conjunto de pinças é comumente usado para compor ou romper as juntas nas cordas tubulares. Normalmente, um conjunto de pinça pode ser controlado manualmente por um operador durante a composição. Uma válvula de descarga é geralmente usada para parar a rotação quando a um torque alvo. Dependendo dos parâmetros dos tubulares, este controle manual pode levar a um torque excessivo, por exemplo, quando a velocidade de rotação do conjunto da pinça é muito alta no estágio final da composição da junta. Outra abordagem para alcançar o torque alvo é usar um controle de torque fechado ou velocidade de rotação durante a composição. No entanto, dependendo da velocidade definida, o método de controle de ciclo fechado leva muito tempo para compor cada junta. Outra abordagem para atingir o torque alvo é girar o conjunto da pinça por um tempo predeterminado a uma velocidade constante. O tempo predeterminado é obtido a partir de valores medidos heuristicamente, que são resultados de parâmetros particulares, tais como o tempo de reação do conjunto da pinça a um tipo específico de tubulares e a velocidade da montagem da pinça.[0004] A set of clamps is commonly used to compose or break the joints in tubular ropes. Typically, a gripper assembly can be manually controlled by an operator during compositing. A dump valve is generally used to stop rotation when at a target torque. Depending on the tubular parameters, this manual control can lead to excessive torque, for example, when the rotational speed of the collet assembly is too high in the final stage of joint composition. Another approach to achieving target torque is to use a closed torque or rotational speed control during compositing. However, depending on the set speed, the closed-loop control method takes a long time to compose each joint. Another approach to achieving target torque is to rotate the caliper assembly for a predetermined amount of time at a constant speed. The predetermined time is obtained from heuristically measured values, which are the result of particular parameters, such as the reaction time of the gripper assembly to a specific type of tubular and the speed of the gripper assembly.

[0005] Portanto, há uma necessidade de métodos melhorados para atingir os torques alvo durante a composição tubular.[0005] Therefore, there is a need for improved methods to achieve target torques during tubular compounding.

SUMMARY

[0006] A presente revelação geralmente se refere a um conjunto de pinça para composição e rompimento de uma conexão tubular, tal como uma conexão entre dois tubulares em uma corda tubular.[0006] The present disclosure generally relates to a gripper assembly for composing and breaking a tubular connection, such as a connection between two tubulars in a tubular rope.

[0007] Uma modalidade fornece um método para obter uma junta tubular. O método inclui girar um primeiro tubular em relação a um segundo tubular para engatar o primeiro e segundo tubular enquanto mede um torque entre o primeiro e o segundo tubular, calculando um ponto de ajuste de uma velocidade rotacional relativa entre o primeiro e o segundo tubular usando o torque medido, e usando o ponto de ajuste calculado com um controlador de circuito fechado para controlar a velocidade de rotação relativa entre o primeiro e o segundo tubulares.[0007] One embodiment provides a method for obtaining a tubular joint. The method includes rotating a first tubular relative to a second tubular to engage the first and second tubular while measuring a torque between the first and second tubular, calculating a set point of a relative rotational speed between the first and second tubular using the measured torque, and using the calculated setpoint with a closed-loop controller to control the relative rotational speed between the first and second tubulars.

[0008] Outra modalidade fornece um método para fazer uma obtenção de uma junta tubular. O método inclui girar relativamente um primeiro tubular a um segundo tubular para engatar o primeiro tubular e o segundo tubular enquanto mede um torque entre o primeiro e o segundo tubulares, e reduzindo automaticamente uma velocidade de rotação relativa entre o primeiro e o segundo tubulares utilizando um controlador de circuito fechado quando o torque medido atinge um ponto de partida.[0008] Another embodiment provides a method for making a obtainment of a tubular joint. The method includes relatively rotating a first tubular to a second tubular to engage the first tubular and the second tubular while measuring a torque between the first and second tubulars, and automatically reducing a relative rotational speed between the first and second tubulars using a closed loop controller when the measured torque reaches a starting point.

[0009] Ainda em outra modalidade fornece um sistema de composição tubular. O sistema de composição tubular inclui um conjunto de composição tubular compreendendo um primeiro grampo para prender a um primeiro tubular e um segundo grampo para prender a um segundo tubular, em que o primeiro grampo e o segundo grampo estão dispostos para girar o segundo tubular em relação ao primeiro tubular para fazer uma conexão tubular. O sistema de composição tubular inclui ainda um controlador incluindo um programa de controle, ao operar, controlando uma velocidade de rotação relativa entre o primeiro grampo e o segundo grampo usando um controlador de circuito fechado e calculando um ponto de ajuste para o controlador de circuito fechado a partir de um valor de torque medido entre o primeiro e o segundo tubulares.[0009] In yet another embodiment it provides a tubular compounding system. The tubular assembly system includes a tubular assembly assembly comprising a first clamp for attaching to a first tubular and a second clamp for attaching to a second tubular, wherein the first clamp and the second clamp are arranged to rotate the second tubular relative to each other. to the first tubular to make a tubular connection. The tubular compounding system further includes a controller including a control program, in operation, controlling a relative rotational speed between the first clamp and the second clamp using a closed-loop controller and calculating a set point for the closed-loop controller. from a torque value measured between the first and second tubulars.

[0010] Ainda outra modalidade fornece um sistema de composição tubular. O sistema inclui um conjunto de pinça compreendendo uma pinça de suporte para fixar a um primeiro tubular e uma pinça de força para fixar a um segundo tubular e girar o segundo tubular em relação ao primeiro tubular. O sistema inclui ainda um controlador acoplado ao conjunto da pinça. O controlador inclui um programa de controle, quando em operação, controlando uma velocidade de rotação da pinça de alimentação usando um controlador de malha fechada e calculando um ponto de ajuste para o controlador de malha fechada a partir de um valor de torque medido entre o primeiro e o segundo tubulares.[0010] Yet another embodiment provides a tubular compounding system. The system includes a gripper assembly comprising a support gripper for attaching to a first tubular and a force gripper for attaching to a second tubular and rotating the second tubular relative to the first tubular. The system further includes a controller coupled to the gripper assembly. The controller includes a control program, when in operation, controlling a feed clamp rotational speed using a closed-loop controller and calculating a setpoint for the closed-loop controller from a torque value measured between the first and the second tubular.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0011] Para que a maneira pela qual as características citadas acima da presente revelação possam ser entendidas em detalhes, uma descrição mais particular da revelação, sumariamente resumida acima, pode ser feita com referência a modalidades, algumas das quais são ilustradas nos desenhos anexos. Deve ser observado, no entanto, que os desenhos anexos ilustram apenas modalidades típicas desta revelação e, portanto, não são considerados como limitativos do seu âmbito, uma vez que a revelação pode admitir outras modalidades de efeitos semelhantes.[0011] In order that the manner in which the above-cited features of the present disclosure may be understood in detail, a more particular description of the disclosure, briefly summarized above, may be made with reference to embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. It should be noted, however, that the accompanying drawings only illustrate typical embodiments of this disclosure and, therefore, are not considered to limit its scope, since the disclosure may admit other embodiments of similar effects.

[0012] A figura 1A é uma vista esquemática parcial em corte transversal de uma conexão entre tubulares roscados.[0012] Figure 1A is a partial schematic cross-sectional view of a connection between threaded tubulars.

[0013] A Figura 1B é uma vista esquemática parcial em corte transversal da conexão da Figura 1A em uma posição de vedação.[0013] Figure 1B is a partial schematic cross-sectional view of the connection of Figure 1A in a sealing position.

[0014] A Figura 1C é uma vista esquemática parcial em corte transversal da conexão da Figura 1A em uma posição de ressalto.[0014] Figure 1C is a partial schematic cross-sectional view of the connection of Figure 1A in a raised position.

[0015] A Figura 2A é uma vista em perspectiva esquemática de um sistema de composição tubular de acordo com uma modalidade da presente revelação.[0015] Figure 2A is a schematic perspective view of a tubular composition system according to an embodiment of the present disclosure.

[0016] A Figura 2B é um diagrama de blocos esquemático de um programa de controle para o sistema de composição tubular da Figura 2A.[0016] Figure 2B is a schematic block diagram of a control program for the tubular compounding system of Figure 2A.

[0017] A Figura 2C é uma representação esquemática mostrando um circuito de acionamento hidráulico para o sistema de composição tubular da Figura 2A.[0017] Figure 2C is a schematic representation showing a hydraulic drive circuit for the tubular compounding system of Figure 2A.

[0018] A Figura 3A é um gráfico esquemático de uma curva torque-giro e uma curva de velocidade-giro com base em uma função sigmoide.[0018] Figure 3A is a schematic graph of a torque-turn curve and a speed-turn curve based on a sigmoid function.

[0019] A Figura 3B é um gráfico esquemático de uma curva de velocidade-torque com base em uma função sigmoide modificada.[0019] Figure 3B is a schematic graph of a speed-torque curve based on a modified sigmoid function.

[0020] A Figura 3C é um gráfico esquemático de uma curva de velocidade-torque com base em outra função sigmoide modificada.[0020] Figure 3C is a schematic graph of a speed-torque curve based on another modified sigmoid function.

[0021] A Figura 4 é um fluxograma de um método para composição de uma junta tubular de acordo com uma modalidade da presente revelação.[0021] Figure 4 is a flowchart of a method for composing a tubular joint according to an embodiment of the present disclosure.

[0022] A Figura 5 inclui curvas esquemáticas de giro de velocidade durante uma operação de composição de acordo com o método revelado na Figura 4.[0022] Figure 5 includes schematic speed turning curves during a compounding operation according to the method shown in Figure 4.

[0023] Para facilitar a compreensão, números de referência idênticos foram usados, quando possível, para designar elementos idênticos que são comuns às figuras. É contemplado que os elementos divulgados em uma modalidade podem ser aproveitados beneficamente em outras modalidades sem citação específica. Os desenhos referidos no presente documento não devem ser entendidos como sendo desenhados em escala, a menos que especificamente indicado. Além disso, os desenhos são frequentemente simplificados e os detalhes ou componentes omitidos para maior clareza de apresentação e explicação. Os desenhos e a discussão servem para explicar os princípios discutidos abaixo, onde designações semelhantes indicam elementos semelhantes.[0023] To facilitate understanding, identical reference numbers have been used, where possible, to designate identical elements that are common to the figures. It is contemplated that the elements disclosed in one modality can be beneficially used in other modalities without specific citation. The drawings referred to in this document are not to be understood as being drawn to scale, unless specifically indicated. Furthermore, drawings are often simplified and details or components omitted for clarity of presentation and explanation. The drawings and discussion serve to explain the principles discussed below, where like designations indicate like elements.

DETAILED DESCRIPTION

[0024] A modalidade da presente revelação se refere a métodos e aparelhos para composição de uma junta tubular.[0024] The embodiment of the present disclosure relates to methods and apparatus for composing a tubular joint.

[0025] A Figura 1A é uma vista em corte parcial esquemática de uma conexão 100 entre os tubulares 101a, 101b. Os tubulares 101a, 101b podem ser quaisquer peças tubulares de óleo e gás, tais como tubos de produção, invólucro, revestimento, tubo de perfuração ou acoplamentos. Os tubulares 101a, 101b podem ser feitos de um metal ou liga, tal como aço carbono simples, aço de baixa liga, aço de baixa liga de alta resistência, aço inoxidável, ou uma liga à base de níquel. Extremidades de cada tubular 101a, 101b podem ser uma extremidade de pino ou uma extremidade de caixa. Uma extremidade de pino de um tubular é configurada para ser conectada a uma extremidade de caixa de outro tubular ou a uma ferramenta para formar uma conexão tubular.[0025] Figure 1A is a schematic partial sectional view of a connection 100 between the tubulars 101a, 101b. The tubulars 101a, 101b can be any oil and gas tubular parts such as production tubes, casing, casing, drill pipe or couplings. The tubulars 101a, 101b can be made of a metal or alloy, such as plain carbon steel, low alloy steel, high strength low alloy steel, stainless steel, or a nickel-based alloy. End of each tubular 101a, 101b can be a pin end or a box end. A pin end of a tubular is configured to be connected to a box end of another tubular or to a tool to form a tubular connection.

[0026] A Figura 1A ilustra esquematicamente uma extremidade de pino 104 do tubular 101b conectando a uma extremidade de caixa 102 do tubular 101a. A extremidade do pino 104 tem uma superfície roscada externamente afunilada 108. A extremidade da caixa 102 tem uma superfície roscada interna cônica 110. A extremidade do pino 104 pode incluir um ressalto de torque 112. O ressalto de torque 112 coopera com um ressalto de torque correspondente 114 na extremidade da caixa 102. Uma área de vedação anular 116 é definida em uma extremidade terminal da extremidade do pino 104. A área de vedação anular 116 é conformada para engatar com uma área de vedação anular cooperante 118, na extremidade da caixa 102. A superfície de vedação anular 118 é definida entre a superfície roscada interna cônica 110 e o ressalto de torque 114. Em alternativa, as áreas de vedação 116, 118 podem estar localizadas em outras posições na extremidade da caixa 102 e na extremidade do pino 104.[0026] Figure 1A schematically illustrates a pin end 104 of the tubular 101b connecting to a box end 102 of the tubular 101a. The end of the pin 104 has a tapered external threaded surface 108. The end of the housing 102 has a tapered internal threaded surface 110. The end of the pin 104 may include a torque shoulder 112. The torque shoulder 112 cooperates with a torque shoulder 114 at the end of the housing 102. An annular sealing area 116 is defined at a terminal end of the end of the pin 104. The annular sealing area 116 is shaped to engage with a cooperating annular sealing area 118 at the end of the housing 102 The annular sealing surface 118 is defined between the tapered internal threaded surface 110 and the torque shoulder 114. Alternatively, the sealing areas 116, 118 may be located at other positions on the housing end 102 and the pin end 104 .

[0027] Como mostrado na Figura 1A, durante a composição, a extremidade da caixa 102 engata com a extremidade do pino 104 à medida que a superfície roscada externa 108 na extremidade do pino 104 é aparafusada na superfície roscada interna 110 na extremidade da caixa 102, por rotação relativa entre os tubulares 101a, 101b. Durante a rotação contínua entre os tubulares 101a, 101b para engatar na rosca 110, 108 como mostrado na Figura 1C, a conexão entre os tubulares 101a, 101b é referida como em uma posição de "centrifugação". Na posição de rotação, o torque entre os tubulares 101a, 101b é nominal, próximo de zero.[0027] As shown in Figure 1A, during assembly, the housing end 102 engages with the end of the stud 104 as the outer threaded surface 108 on the end of the stud 104 is screwed into the inner threaded surface 110 on the end of the housing 102 , by relative rotation between the tubulars 101a, 101b. During continuous rotation between the tubulars 101a, 101b to engage the threads 110, 108 as shown in Figure 1C, the connection between the tubulars 101a, 101b is referred to as being in a "spin" position. In the rotation position, the torque between the tubulars 101a, 101b is nominal, close to zero.

[0028] Como a rotação relativa continua, as áreas de vedação anular 116, 118 contatam uma à outra, como mostrado na Figura 1B. Este contato inicial entre as áreas de vedação 116, 118 é referido como a "posição de vedação". Na posição de vedação, os ressaltos torques 112, 114 não se tocam. Uma rotação relativa adicional entre os tubulares 101a, 101b da posição de vedação requer maior aplicação de torque entre os tubulares 101a, 101b.[0028] As the relative rotation continues, the annular seal areas 116, 118 contact each other, as shown in Figure 1B. This initial contact between the seal areas 116, 118 is referred to as the "seal position". In the sealing position, the torque shoulders 112, 114 do not touch. Additional relative rotation between tubulars 101a, 101b from the sealing position requires greater application of torque between tubulars 101a, 101b.

[0029] A rotação relativa adicional entre os tubulares 101a, 101b da posição de vedação leva aos ressaltos torques afunilados cooperantes 112, 114 em contato e tendo um contra o outro em um estágio detectável da máquina, que é referido como uma posição de “ressalto”, como mostrado na Figura 1C. A pressão crescente na interface entre os ressaltos de torque cônicos 112, 114 faz com que as áreas de vedação 116, 118 sejam forçadas a um engate de vedação de metal contra metal estanque entre si, causando deformação da área de vedação 116 e/ou da área de vedação 118 e, eventualmente, formação de uma vedação estanque a fluidos. A posição do ressalto pode ser detectada pelo valor do torque aplicado entre os tubulares 101a, 101b.[0029] The additional relative rotation between the tubulars 101a, 101b of the sealing position leads to cooperating tapered torque cams 112, 114 in contact and having against each other at a detectable stage of the machine, which is referred to as a “cam” position ”, as shown in Figure 1C. The increasing pressure at the interface between the tapered torque shoulders 112, 114 causes the sealing areas 116, 118 to be forced into tight metal-to-metal sealing engagement with one another, causing deformation of the sealing area 116 and/or the sealing area 118 and eventually forming a fluid tight seal. The position of the step can be detected by the amount of torque applied between the tubulars 101a, 101b.

[0030] Durante a composição dos tubulares 101a, 101b, o torque aplicado entre os tubulares 101a, 101b muda à medida que o engate progride da posição de rotação através da posição de vedação e a posição do ressalto para uma posição final. A posição final da conexão corresponde a um torque final aplicado entre os tubulares 101a, 101b.[0030] During the composition of the tubulars 101a, 101b, the torque applied between the tubulars 101a, 101b changes as the engagement progresses from the rotation position through the sealing position and the shoulder position to a final position. The final position of the connection corresponds to a final torque applied between the tubulars 101a, 101b.

[0031] A qualidade da conexão tubular 100 pode ser medida pelo torque final entre os tubulares 101a, 101b. Por exemplo, uma boa conexão pode ter um torque final que esteja dentro de uma faixa tolerável de um torque alvo. Outro critério para a qualidade da conexão tubular é uma curva torque-giro durante a composição. Por exemplo, picos de torque na curva torque-giro podem indicar uma conexão problemática.[0031] The quality of the tubular connection 100 can be measured by the final torque between the tubulars 101a, 101b. For example, a good connection can have a final torque that is within a tolerable range of a target torque. Another criterion for the quality of the tubular connection is a torque-turn curve during composition. For example, torque spikes on the torque-turn curve could indicate a problematic connection.

[0032] Modalidades da presente revelação fornecem métodos e aparelhos para criar conexões tubulares de boa qualidade. Particularmente, as modalidades da presente revelação fornecem um método para atingir o torque alvo em uma conexão tubular controlando uma velocidade de rotação relativa dos tubulares. Em algumas modalidades, a velocidade da rotação relativa dos tubulares pode ser controlada de acordo com o torque medido aplicado entre os tubulares durante, pelo menos, uma porção do processo de composição. Em Noutras modalidades, a velocidade da rotação relativa dos tubulares pode ser controlada por uma curva velocidade-giro predefinida ou uma curva velocidade-torque após a ocorrência de uma condição de disparo, tal como um torque limite, um tempo ou um número de rotações.[0032] Embodiments of the present disclosure provide methods and apparatus for creating good quality tubular connections. Particularly, embodiments of the present disclosure provide a method for achieving target torque in a tubular connection by controlling a relative rotational speed of the tubulars. In some embodiments, the relative rotational speed of the tubulars can be controlled in accordance with the measured torque applied between the tubulars during at least a portion of the compounding process. In other embodiments, the relative rotational speed of the tubulars can be controlled by a predefined speed-turn curve or a speed-torque curve after the occurrence of a trigger condition, such as a threshold torque, time or number of rotations.

[0033] A figura 2A é uma vista em perspectiva esquemática de um sistema de composição tubular 200 de acordo com uma modalidade da presente revelação. O sistema de armação tubular 200 pode incluir um conjunto de pinças 202 e um controlador 204 para controlar o conjunto de pinças 202. O conjunto de pinças 202 pode incluir uma pinça de energia 206 e uma pinça de backup 208. Durante a operação, o conjunto de pinças 202 pode ser colocado em uma plataforma de perfuração coaxialmente com um eixo central 210 de uma coluna de trabalho 212. O conjunto de pinça 202 pode ser disposto por cima de um deslizamento 214 na plataforma de perfuração para adicionar um tubular 216 à sequência de trabalho 212 ou para remover o tubular 216 da sequência de trabalho 212 repousa sobre o deslizamento 214.[0033] Figure 2A is a schematic perspective view of a tubular composition system 200 in accordance with an embodiment of the present disclosure. The tubular frame system 200 may include a gripper assembly 202 and a controller 204 for controlling the gripper assembly 202. The gripper assembly 202 may include a power gripper 206 and a backup gripper 208. During operation, the gripper assembly of grippers 202 may be placed on a drill rig coaxially with a centerline 210 of a work string 212. The gripper assembly 202 may be disposed over a slide 214 on the drill rig to add a tubular 216 to the drill string. work 212 or to remove the tubular 216 from the work sequence 212 rests on the slide 214.

[0034] A pinça potência 206 e a inça backup 208 podem ser acopladas em conjunto por uma armação 218. Em uma modalidade, a pinça de potência 206 pode incluir uma porta lateral 220 que pode abrir para receber ou liberar um tubular e fechar o tubular na pinça de potência 206. De um modo semelhante, a pinça de apoio 208 pode incluir uma porta lateral 222 que pode abrir para receber ou liberar um tubular e fechar para prender o tubular na pinça de backup 208. A pinça de potência 208 pode incluir uma unidade de acionamento 229 configurada para conduzir uma montagem de motor 224. O conjunto de motor 224 está configurado para girar o tubular preso na pinça de potência 206. Em uma modalidade, a unidade de acionamento 229 pode ser um circuito de acionamento hidráulico configurado para acionar um motor hidráulico. O conjunto de motor 224 pode incluir um motor de acionamento e um conjunto de engrenagens. O conjunto de motor 224 pode incluir um conjunto de motor hidráulico ou um conjunto de motor elétrico.[0034] The power clamp 206 and the backup clamp 208 can be coupled together by a frame 218. In one embodiment, the power clamp 206 can include a side door 220 that can open to receive or release a tubular and close the tubular on the power clamp 206. Similarly, the support clamp 208 can include a side door 222 that can open to receive or release a tubular and close to secure the tubular in the backup clamp 208. The power clamp 208 can include a drive unit 229 configured to drive a motor assembly 224. The motor assembly 224 is configured to rotate the tubular held in power gripper 206. In one embodiment, the drive unit 229 can be a hydraulic drive circuit configured to drive a hydraulic motor. Motor assembly 224 may include a drive motor and gear assembly. Motor assembly 224 may include a hydraulic motor assembly or an electric motor assembly.

[0035] Durante a operação, a pinça de potência 206 recebe e fixa-se a um primeiro tubular, tal como o tubular 216, enquanto a pinça de apoio 208 recebe e fixa a uma segunda tubular, tal como uma parte superior da cadeia de trabalho 212. A pinça de potência 206 gira o primeiro tubular enquanto a pinça de backup 208 mantém o segundo tubular ainda causando rotação relativa entre o primeiro tubular e o segundo tubular, formando assim uma conexão entre o primeiro e o segundo tubular ou quebrando a conexão entre o primeiro e o segundo tubular.[0035] During operation, the power clamp 206 receives and attaches to a first tubular, such as the tubular 216, while the support clamp 208 receives and attaches to a second tubular, such as an upper part of the chain work 212. The power clamp 206 rotates the first tubular while the backup clamp 208 holds the second tubular still causing relative rotation between the first tubular and the second tubular, thereby forming a connection between the first and second tubular or breaking the connection between the first and second tubular.

[0036] Em uma modalidade, o conjunto de pinças 202 pode incluir uma ou mais células de carga 226 posicionadas para medir o torque aplicado aos tubos sendo apertados no conjunto de pinças 202. Em uma modalidade, a célula de carga 226 pode ser disposta em uma passagem de carga de torque entre a pinça de potência 206 e a pinça de reserva 208. Alternativamente, a célula de carga 226 pode ser posicionada para medir um deslocamento do conjunto de pinça 202. O deslocamento medido pode ser utilizado para calcular o torque entre os tubulares na montagem de pinça 202.[0036] In one embodiment, the clamp set 202 can include one or more load cells 226 positioned to measure the torque applied to the tubes being clamped into the clamp set 202. In one embodiment, the load cell 226 can be arranged in a torque load pass between the power clamp 206 and the backup clamp 208. Alternatively, the load cell 226 can be positioned to measure a displacement of the clamp assembly 202. The measured displacement can be used to calculate the torque between the tubulars in the collet assembly 202.

[0037] O controlador 204 pode ser conectado à unidade de acionamento 229 para controlar a rotação do conjunto de motor 224. O controlador 204 pode enviar comandos para controlar a velocidade de rotação da pinça de potência 206. O controlador 204 pode também monitorar giros da pinça de potência 206. Em uma forma de realização, o conjunto de pinça 202 pode incluir um contador de giros 228. O contador de giros 228 pode estar ligado ao controlador 204 para monitorar a rotação da barra de potência 206.[0037] The controller 204 can be connected to the drive unit 229 to control the rotation of the motor assembly 224. The controller 204 can send commands to control the speed of rotation of the power clamp 206. The controller 204 can also monitor revolutions of the power clamp 206. In one embodiment, the clamp assembly 202 may include a revolution counter 228. The revolution counter 228 may be connected to the controller 204 to monitor the rotation of the power bar 206.

[0038] Em uma modalidade, o controlador 204 pode ser ligado à célula de carga 226. O controlador 204 pode utilizar as medições da célula de carga 226 para monitorar o torque aplicado entre os tubulares no conjunto de pinças 202. Em uma modalidade, o controlador 204 pode incluir um programa de controle, que quando operado, gera comandos para controlar a velocidade de rotação da pinça de energia 206 de acordo com o torque medido aplicado entre os tubulares no conjunto de pinças 202 ou outras condições de funcionamento.[0038] In one embodiment, the controller 204 can be connected to the load cell 226. The controller 204 can use measurements from the load cell 226 to monitor the torque applied between the tubulars in the clamp set 202. In one embodiment, the Controller 204 may include a control program, which when operated, generates commands to control the rotational speed of power gripper 206 in accordance with measured torque applied between the tubulars in the gripper assembly 202 or other operating conditions.

[0039] A Figura 2B é um diagrama de blocos esquemático de um programa de controle 230 no controlador 204 do sistema de composição tubular 200 de acordo com uma modalidade da presente revelação. O programa de controle 230 é um controlador de circuito fechado que controla a velocidade de rotação do conjunto de pinças 202. O programa de controle 230 pode incluir um gerador de ponto de ajuste 232 configurado para gerar um valor definido para a velocidade de rotação, de acordo com os valores de torque medidos, tais como mede os valores de torque da célula de carga 226. O ponto de ajuste do gerador de ponto de ajuste é 232 sendo alimentado a um controlador 234. Em uma modalidade, o controlador 234 pode ser um controlador derivado integral proporcional (PID). Podem ser utilizados giros medidos de conjunto de pinça 202, tal como do contador de giros 228, para proporcionar realimentação ao controlador 234. Em uma modalidade, o programa de controle 230 pode incluir um calculador de velocidade 236 configurado para gerar velocidade de rotação medida a partir do giro medido e alimenta a velocidade de rotação medida para o controlador 234. Embora o controlador 234 descrito acima seja um controlador PID, o controlador 234 pode ser selecionado de qualquer controlador de circuito fechado adequado.[0039] Figure 2B is a schematic block diagram of a control program 230 in the controller 204 of the tubular compounding system 200 in accordance with an embodiment of the present disclosure. The driver program 230 is a closed loop controller that controls the rotational speed of the gripper assembly 202. The driver program 230 may include a setpoint generator 232 configured to generate a defined value for the rotational speed, from according to measured torque values, such as measured torque values from load cell 226. The setpoint of the setpoint generator is 232 being fed to a controller 234. In one embodiment, the controller 234 can be a proportional integral derivative controller (PID). Measured revolutions of clamp assembly 202, such as revolution counter 228, may be used to provide feedback to controller 234. In one embodiment, control program 230 may include a speed calculator 236 configured to generate measured rotational speed at from the measured spin and feeds the measured spin speed to controller 234. Although controller 234 described above is a PID controller, controller 234 may be selected from any suitable loop controller.

[0040] Em uma modalidade, o gerador de ponto de ajuste 232 inclui os comutadores 231, 233, 235, 237 para selecionar uma velocidade definida de acordo com o torque medido. Em uma modalidade, o gerador de ponto de ajuste 232 pode gerar uma maior velocidade ajustada quando o torque medido é menor e gerar um ponto de ajuste mais baixo quando o torque medido é maior.[0040] In one embodiment, the setpoint generator 232 includes switches 231, 233, 235, 237 for selecting a defined speed in accordance with the measured torque. In one embodiment, the setpoint generator 232 can generate a higher set speed when the measured torque is lower and generate a lower setpoint when the measured torque is higher.

[0041] Na modalidade mostrada na Figura 2B, quando o torque medido é igual ou maior do que um primeiro valor de torque, T1, o comutador 231 é ligado para definir uma velocidade definida de zero e parar a rotação imediatamente. Em uma modalidade, o primeiro valor de torque pode ser o torque de descarga para os tubulares sendo feitos.[0041] In the embodiment shown in Figure 2B, when the measured torque is equal to or greater than a first torque value, T1, switch 231 is turned on to set a set speed of zero and stop rotation immediately. In one embodiment, the first torque value can be the unloading torque for the tubulars being made.

[0042] Quando o torque medido é inferior ao valor do segundo torque, T2, o comutador 233 pode ser ligado para definir uma primeira velocidade. Em uma modalidade, a primeira velocidade pode ser uma velocidade constante. O segundo valor de torque pode ser correspondente a um valor alvo mínimo do ressalto dos tubulares. A primeira velocidade pode ser a velocidade máxima do conjunto da pinça em baixa velocidade.[0042] When the measured torque is less than the second torque value, T2, switch 233 can be turned on to set a first speed. In one embodiment, the first rate can be a constant rate. The second torque value can correspond to a minimum target value of the tubular jump. The first speed can be the maximum speed of the caliper assembly at low speed.

[0043] Quando o torque medido é maior ou igual ao segundo valor de torque, T2, e inferior a um terceiro valor de torque, T3, o comutador 235 pode ser ligado para definir uma segunda velocidade. Em uma modalidade, a segunda velocidade pode ser uma velocidade constante. Por exemplo, a segunda velocidade pode ser uma velocidade reduzida do conjunto da pinça em velocidade mais baixa.[0043] When the measured torque is greater than or equal to the second torque value, T2, and less than a third torque value, T3, switch 235 may be turned on to set a second speed. In one embodiment, the second rate may be a constant rate. For example, the second speed could be a reduced speed of the caliper assembly at a lower speed.

[0044] Quando o torque medido é maior ou igual ao terceiro valor de torque, T3, e inferior ao primeiro valor de torque, T1, o comutador 237 pode ser ligado para ativar uma calculadora de ponto de ajuste 239. Em uma modalidade, o terceiro valor de torque pode ser um torque de ponto de partida predeterminado com base no tempo de reação do sistema e no torque alvo.[0044] When the measured torque is greater than or equal to the third torque value, T3, and less than the first torque value, T1, switch 237 may be turned on to activate a setpoint calculator 239. In one embodiment, the third torque value can be a predetermined starting point torque based on system reaction time and target torque.

[0045] Em algumas modalidades, a calculadora de ponto de ajuste 239 calcula um ponto de referência para a velocidade de rotação para o processo de composição, isto é, o ponto de definição para a velocidade de rotação é uma função do torque medido. Em uma modalidade, a função entre o torque medido e o ponto de ajuste pode ser selecionada para alcançar a velocidade de rotação zero quando o torque medido atinge um torque alvo. Além disso, a função entre o torque medido e o ponto de ajuste pode ser selecionada para evitar picos de torque durante a operação de composição. A função entre o torque medido e o ponto de ajuste da velocidade de rotação pode ser uma função sigmoide, uma função linear, uma função exponencial, uma função logarítmica, uma função polinomial ou uma combinação de função diferente.[0045] In some embodiments, the setpoint calculator 239 calculates a reference point for the rotational speed for the compounding process, that is, the setpoint for the rotational speed is a function of the measured torque. In one embodiment, the function between the measured torque and the setpoint can be selected to reach zero rotational speed when the measured torque reaches a target torque. In addition, the function between the measured torque and the set point can be selected to avoid torque peaks during the compounding operation. The function between the measured torque and the rotational speed setpoint can be a sigmoid function, a linear function, an exponential function, a logarithmic function, a polynomial function or a combination of different function.

[0046] Em uma modalidade, a função entre o torque medido e o ponto de ajuste da velocidade de rotação é uma função sigmoide. A Figura 3A é um gráfico esquemático de uma curva de torque-giro 302 e uma curva de velocidade-giro 304 quando a velocidade de rotação relativa v dos tubulares é calculada a partir do torque M de uma função sigmoide padrão abaixo: [0046] In one embodiment, the function between the measured torque and the rotational speed setpoint is a sigmoid function. Figure 3A is a schematic graph of a torque-spin curve 302 and a velocity-spin curve 304 when the relative rotational speed v of the tubulars is calculated from the torque M of a standard sigmoid function below:

[0047] Como mostrado na Figura 3A, quando a velocidade de rotação é definida a partir do torque de acordo com a função sigmoide padrão, como mostrado na equação (1), um valor de torque mais alto leva a uma velocidade menor. A velocidade de rotação é zero no ponto 304a quando o torque alcança um valor final no ponto 302a. Tanto a curva de rotação de torque 302 como a curva de velocidade de rotação 304 são lisas sem picos. A Figura 3A ilustra que o uso da função sigmoide para definir o ponto de ajuste da velocidade de rotação resultará em uma curva de torque-giro sem picos.[0047] As shown in Figure 3A, when the rotation speed is set from the torque according to the standard sigmoid function, as shown in equation (1), a higher torque value leads to a lower speed. The rotational speed is zero at point 304a when the torque reaches a final value at point 302a. Both the rotational torque curve 302 and the rotational speed curve 304 are smooth with no peaks. Figure 3A illustrates that using the sigmoid function to define the rotational speed setpoint will result in a peak-free torque-turning curve.

[0048] De acordo com modalidades da presente revelação, a função sigmoide (1) pode ser personalizada de acordo com os parâmetros da montagem de pinça e os tubos sendo confeccionados. Em uma modalidade, a seguinte função sigmoide personalizada pode ser usada para determinar o ponto de ajuste da velocidade de rotação: onde M indica o valor de torque medido; v(M) indica o ponto de ajuste da velocidade calculada; vmax indica velocidade máxima (ou velocidade inicial), que pode ser dependente do conjunto de pinça e dos tubos sendo conectados; vmin indica velocidade mínima (ou velocidade final), que pode ser dependente da montagem da pinça e dos tubulares sendo conectados; b indica um gradiente da função sigmoide, que se relaciona com uma janela de reação e pode ser um valor determinado heuristicamente; e Mc indica um valor de torque do ponto de inflexão ou um ponto médio da função sigmoide, que pode ser determinado pelos parâmetros de torque dos tubulares, por exemplo, Mc pode ser definido como um torque ótimo dos tubulares dividido por 2.[0048] According to embodiments of the present disclosure, the sigmoid function (1) can be customized according to the parameters of the clamp assembly and the tubes being made. In one embodiment, the following custom sigmoid function can be used to determine the rotational speed setpoint: where M indicates the measured torque value; v(M) indicates the calculated speed setpoint; vmax indicates maximum speed (or initial speed), which may be dependent on the clamp set and tubes being connected; vmin indicates minimum speed (or final speed), which may be dependent on the gripper mounting and the tubulars being connected; b indicates a gradient of the sigmoid function, which relates to a reaction window and can be a heuristically determined value; and Mc indicates a torque value of the inflection point or a midpoint of the sigmoid function, which can be determined by the torque parameters of the tubulars, for example, Mc can be defined as an optimal torque of the tubulars divided by 2.

[0049] A Figura 3B é um gráfico esquemático de uma curva de velocidade-torque exemplar 306 de acordo com a função sigmoide personalizada. A curva de velocidade-torque 306 é uma curva normalizada com base na equação (2), onde o valor de torque medido M pode estar entre 0 e 100 (o torque medido em 100 corresponde ao torque ótimo dos tubulares fornecidos pelo fabricante), Mc é definido como 50, vmax é definido como 100, vmin é definido como 5 e o gradiente b é definido como 0,105.[0049] Figure 3B is a schematic graph of an exemplary speed-torque curve 306 according to the custom sigmoid function. The speed-torque curve 306 is a normalized curve based on equation (2), where the measured torque value M can be between 0 and 100 (the torque measured at 100 corresponds to the optimal torque of the tubulars supplied by the manufacturer), Mc is set to 50, vmax is set to 100, vmin is set to 5, and the gradient b is set to 0.105.

[0050] A Figura 3C é um gráfico esquemático de outra curva de velocidade-torque exemplificativa 308 de acordo com a função sigmoide personalizada. Os parâmetros para a curva velocidade-torque 308 são idênticos à curva velocidade- torque 306, exceto que o gradiente b é definido como 0,5. O maior valor do gradiente b resulta em uma curva de velocidade-torque mais acentuada.[0050] Figure 3C is a schematic graph of another exemplary speed-torque curve 308 according to the custom sigmoid function. The parameters for the speed-torque curve 308 are identical to the speed-torque curve 306, except that the gradient b is set to 0.5. The larger value of gradient b results in a steeper speed-torque curve.

[0051] Mesmo que uma função sigmoide seja descrita na calculadora de ponto de ajuste 232, outras funções adequadas que reduzem a velocidade de rotação relativa a zero quando o valor de torque se aproxima do valor alvo podem ser usadas. Por exemplo, uma função linear, uma função exponencial, uma função logarítmica, uma função polinomial ou uma combinação, podem ser usadas em alternativa.[0051] Even though a sigmoid function is described in the setpoint calculator 232, other suitable functions that reduce the relative rotational speed to zero when the torque value approaches the target value can be used. For example, a linear function, an exponential function, a logarithmic function, a polynomial function or a combination can be used instead.

[0052] A calculadora de ponto de ajuste 239 no programa de controle 230 reduz automaticamente a velocidade de rotação relativa para zero quando é atingido um torque alvo, que pode ser definido para o torque ótimo. O programa de controle 230 pode ser ativado seletivamente para controlar pelo menos uma parte de uma operação de composição. O programa de controle 230 pode ser ativado desde o começo da operação de composição. No entanto, a execução do programa de controle 230 desde o início demorará um tempo relativamente longo para completar a operação de composição.[0052] The setpoint calculator 239 in the control program 230 automatically reduces the relative rotational speed to zero when a target torque is reached, which may be set to the optimum torque. Control program 230 can be selectively activated to control at least a portion of a compositing operation. Control program 230 may be activated from the beginning of the compositing operation. However, running the driver program 230 from the beginning will take a relatively long time to complete the compositing operation.

[0053] Em uma modalidade, o programa de controle 230 pode ser ativado para controlar a pinça de potência 206 na fase final de uma operação de composição. Por exemplo, o programa de controle 230 pode ser ativado quando o torque medido atinge um valor de torque alvo de ressalto e o calculador de ponto de ajuste 239 no programa de controle é ativado quando o torque medido atinge um valor inicial pré- determinado. Em uma modalidade, uma operação de composição pode começar com uma ou mais seções de rotação relativas à velocidade de rotação constante, enquanto mede continuamente o torque entre os tubulares. Depois da calculadora do ponto de ajuste 239 no programa de controle 230 ser ativada, o programa de controle 230 reduz automaticamente a velocidade de rotação até a rotação relativa parar completamente em um torque alvo.[0053] In one embodiment, the control program 230 can be activated to control power clamp 206 in the final stage of a compositing operation. For example, the control program 230 may be activated when the measured torque reaches a bounce target torque value and the setpoint calculator 239 in the control program is activated when the measured torque reaches a predetermined initial value. In one embodiment, a compounding operation can begin with one or more rotating sections relative to constant rotating speed, while continuously measuring the torque between the tubulars. After the setpoint calculator 239 in control program 230 is activated, control program 230 automatically reduces rotational speed until relative rotation stops completely at a target torque.

[0054] De modo a reduzir o tempo de composição, é desejável ativar a calculadora do ponto de ajuste 239 no programa de controle 230, o mais tarde possível. Em uma modalidade, o ponto de partida pode ser selecionado de acordo com o tempo de reação do sistema e o torque alvo. Em uma modalidade, o valor de torque do ponto de partida pode ser calculado subtraindo uma margem de torque de reação do sistema do torque alvo: em que Minício indica o valor de torque medido correspondente ao ponto de início do calculador de ponto de ajuste 239 no programa de controle 230, para redução de velocidade automática; Malvo indica o torque alvo para a conexão concluída (em uma modalidade, o torque alvo corresponde ao alvo ótimo dos tubulares sendo conectados); e ΔM indica a tolerância ao torque de reação do sistema.[0054] In order to reduce the compositing time, it is desirable to activate the setpoint calculator 239 in the control program 230 as late as possible. In one embodiment, the starting point can be selected according to the system reaction time and target torque. In one embodiment, the baseline torque value can be calculated by subtracting a system reaction torque margin from the target torque: where Ministart indicates the measured torque value corresponding to the start point of the setpoint calculator 239 in the control program 230, for automatic speed reduction; Malvo indicates the target torque for the completed connection (in one embodiment, the target torque corresponds to the optimum target for the tubulars being connected); and ΔM indicates the system reaction torque tolerance.

[0055] Em uma modalidade, a margem de torque da reação do sistema ΔM pode ser calculada a partir de giros residuais que o sistema fará após receber um comando de parada. Os giros residuais podem ser calculadas a partir do tempo de reação do sistema experimentalmente determinado e da velocidade atual. Por exemplo, os giros residuais podem ser calculados multiplicando o tempo de reação do sistema e a velocidade atual: em que Δn indica giros residuais que o sistema fará depois de receber um comando de parada; tsistema indica o tempo de reação do sistema (em minutos); e v indica a velocidade rotacional atual (em RPM).[0055] In one embodiment, the system reaction torque margin ΔM can be calculated from residual turns that the system will make after receiving a stop command. Residual spins can be calculated from the experimentally determined system reaction time and actual velocity. For example, residual turns can be calculated by multiplying system reaction time and current speed: where Δn indicates residual turns that the system will make after receiving a stop command; tsystem indicates the system reaction time (in minutes); ev indicates the current rotational speed (in RPM).

[0056] A tolerância de torque de reação do sistema pode ser obtida calculando-se o aumento do torque durante o tempo de reação do sistema como resultado dos giros residuais e da mudança de torque por giros: onde n indica giros dos tubulares. Quando a rotação relativa dos tubulares é quase uma velocidade constante ao receber o comando de parada, derivadas de torque medido por tempo podem ser usadas no lugar das derivadas de torque por giros na equação (5).[0056] The system reaction torque tolerance can be obtained by calculating the torque increase during the system reaction time as a result of residual turns and torque change per turns: where n indicates tubular turns. When the relative rotation of the tubulars is nearly constant speed upon receiving the stop command, time-measured torque derivatives can be used in place of revolution-torque derivatives in equation (5).

[0057] Em outras modalidades, a calculadora de ponto de ajuste 239 pode usar outros métodos para obter o ponto de ajuste além da função de velocidade-torque descrita acima. Por exemplo, uma tabela de pesquisa de velocidade e torque pode ser usada para selecionar um ponto de ajuste. A tabela de consulta pode incluir e ser obtida por métodos empíricos.[0057] In other embodiments, the setpoint calculator 239 may use other methods to obtain the setpoint in addition to the speed-torque function described above. For example, a speed and torque lookup table can be used to select a setpoint. The lookup table can include and be obtained by empirical methods.

[0058] Em algumas modalidades, uma tabela de pesquisa de velocidade e torque pode ser usada para substituir o gerador de ponto de ajuste 232, de modo a controlar a velocidade de rotação durante todo o processo de composição.[0058] In some embodiments, a speed and torque lookup table can be used to replace the setpoint generator 232, in order to control the rotation speed throughout the composition process.

[0059] A Figura 2C é uma representação esquemática mostrando uma modalidade da unidade de acionamento 229 para acionar um motor hidráulico, tal como o motor hidráulico no conjunto de motor 224. A unidade de acionamento 229 pode ser um circuito hidráulico conectado entre um suprimento hidráulico 250 e o conjunto do motor em uma pinça de potência, tal como o conjunto de motor 224 no conjunto de pinças 202.[0059] Figure 2C is a schematic representation showing one embodiment of the drive unit 229 for driving a hydraulic motor, such as the hydraulic motor in the motor assembly 224. The drive unit 229 can be a hydraulic circuit connected between a hydraulic supply 250 and engine assembly in a power caliper, such as engine assembly 224 in caliper assembly 202.

[0060] A unidade de acionamento 229 inclui uma tubulação de fornecimento 252 conectando o suprimento hidráulico 250 ao motor hidráulico 224 e uma tubulação de retorno 254 conectando o motor 224 a um tanque 256. Uma válvula de carretel 242 pode ser disposta na tubulação de fornecimento 250 e a tubulação de retorno 254. Em uma modalidade, a válvula de bobina 242 tem três posições para tolerância de rotação, parada e rotação inversa do motor hidráulico 224. Em uma modalidade, uma válvula de controle de pressão 244 está disposta na tubulação de fornecimento 252 entre a válvula de bobina 242 e o suprimento hidráulico 250. A válvula de controle de pressão 244 configurada para ajustar a pressão do fluido hidráulico escoando para o conjunto de motor 224. Em uma modalidade, uma válvula de controle de fluxo 246 pode ser colocada na tubulação de fornecimento 252 entre a válvula 242 e o fornecimento hidráulico 250. A válvula de controle de fluxo 246 é configurada para ajustar o caudal do fluido hidráulico escoando para o conjunto de motor 224.[0060] The drive unit 229 includes a supply line 252 connecting the hydraulic supply 250 to the hydraulic motor 224 and a return line 254 connecting the engine 224 to a tank 256. A spool valve 242 can be disposed in the supply line 250 and the return line 254. In one embodiment, the spool valve 242 has three positions for tolerance of rotation, stop and reverse rotation of the hydraulic motor 224. In one embodiment, a pressure control valve 244 is disposed in the return line. supply 252 between spool valve 242 and hydraulic supply 250. Pressure control valve 244 is configured to adjust the pressure of hydraulic fluid flowing to motor assembly 224. In one embodiment, a flow control valve 246 can be placed in supply line 252 between valve 242 and hydraulic supply 250. Flow control valve 246 is configured to adjust the flow rate of hydraulic fluid flowing to motor assembly 224.

[0061] Em algumas modalidades, a unidade de acionamento 229 inclui apenas uma da válvula de controle de fluxo 246 e a válvula de controle de pressão 244. Em algumas modalidades, a unidade de acionamento 229 pode incluir tanto a válvula de controle de pressão 244 quanto a válvula de controle de fluxo 246.[0061] In some embodiments, the drive unit 229 includes only one of the flow control valve 246 and the pressure control valve 244. In some embodiments, the drive unit 229 may include both the pressure control valve 244 as for the flow control valve 246.

[0062] O programa de controle 230 liga a unidade de acionamento 229 para controlar a rotação do conjunto de motor 224. Por exemplo, o programa de controle 230 envia sinais de controle para a válvula de bobina 242 para definir a válvula de bobina 242 na posição de rotação para frente, posição de parada ou posição de rotação para trás. Em algumas modalidades, o programa de controle 230 pode enviar um sinal de controle para a válvula de carretel 242 para posicionar a válvula de carretel 242 na posição de parada para ajustar a velocidade do motor para zero. O programa de controle 230 envia sinais de controle para o valor de controle de pressão 244 e/ou a válvula de controle de fluxo 246 para controlar a velocidade de rotação do conjunto de motor 224, enquanto a válvula de bobina 242 está na posição de rotação para frente ou na posição de rotação para trás.[0062] Control program 230 turns on drive unit 229 to control the rotation of motor assembly 224. For example, control program 230 sends control signals to spool valve 242 to set spool valve 242 on forward rotation position, stop position or reverse rotation position. In some embodiments, the control program 230 may send a control signal to the spool valve 242 to position the spool valve 242 in the stop position to set the motor speed to zero. The control program 230 sends control signals to the pressure control value 244 and/or the flow control valve 246 to control the speed of rotation of the motor assembly 224 while the spool valve 242 is in the rotation position. forward or backward rotation position.

[0063] Nas modalidades em que a unidade de acionamento 229 inclui a válvula de controle de fluxo 246, mas não a válvula de controle de pressão 244, o programa de controle 230 envia sinais de controle para a válvula de controle de fluxo 246, para definir o caudal fornecido ao conjunto de motor 224 através da tubulação de fornecimento 252 para atingir a velocidade de rotação desejada. Por exemplo, uma taxa de fluxo maior corresponde a uma velocidade rotacional mais alta.[0063] In embodiments where the drive unit 229 includes the flow control valve 246, but not the pressure control valve 244, the control program 230 sends control signals to the flow control valve 246, to set the flow rate supplied to motor assembly 224 through supply line 252 to achieve the desired rotational speed. For example, a higher flow rate corresponds to a higher rotational speed.

[0064] Nas modalidades onde a unidade de acionamento 229 inclui a válvula de controle de pressão 244 mas não a válvula de controle de fluxo 246, o programa de controle 230 envia sinais de controle para a válvula de controle de pressão 244 para ajustar a pressão hidráulica fornecida ao conjunto de motor 224 através da tubulação de fornecimento 252 para atingir a velocidade de rotação desejada. Por exemplo, uma pressão hidráulica mais alta corresponde a uma velocidade rotacional mais alta.[0064] In embodiments where the drive unit 229 includes the pressure control valve 244 but not the flow control valve 246, the control program 230 sends control signals to the pressure control valve 244 to adjust the pressure hydraulics supplied to motor assembly 224 through supply line 252 to achieve the desired rotational speed. For example, higher hydraulic pressure corresponds to higher rotational speed.

[0065] Nas modalidades em que a unidade de acionamento 229 inclui a válvula de controle de pressão 244 e a válvula de controle de fluxo 246, o programa de controle 230 envia sinais de controle para a válvula de controle de pressão 244 e a válvula de controle de fluxo 246 para definir a pressão hidráulica e vazão fornecidos ao conjunto de motor 224 através da tubulação de fornecimento 252 para alcançar a velocidade de rotação desejada. A combinação do controle da pressão e a vazão pode permitir que o programa de controle 230 gerencie a velocidade do motor em um intervalo maior e um ajuste mais fino.[0065] In embodiments in which the drive unit 229 includes the pressure control valve 244 and the flow control valve 246, the control program 230 sends control signals to the pressure control valve 244 and the flow control valve flow control 246 for setting the hydraulic pressure and flow supplied to the motor assembly 224 through the supply line 252 to achieve the desired rotational speed. Combining pressure and flow control can allow the 230 control program to manage engine speed over a wider range and finer tuning.

[0066] A Figura 4 é um fluxograma de um método 400 para compor uma junta tubular de acordo com uma modalidade da presente revelação. O método 400 pode ser realizado por um sistema de composição tubular, tal como o sistema de composição tubular 200 da Figura 2A. A Figura 5 inclui uma curva esquemática de velocidade de rotação 502 e uma curva de rotação de torque esquemática 504 durante uma operação de constituição de acordo com o método 400.[0066] Figure 4 is a flowchart of a method 400 for composing a tubular joint according to an embodiment of the present disclosure. Method 400 may be performed by a tube assembly system, such as tube assembly system 200 of Figure 2A. Figure 5 includes a schematic rotational speed curve 502 and a schematic rotational torque curve 504 during a make up operation according to method 400.

[0067] Na operação 410 do método 400, dois tubulares são girados relativamente uns aos outros para engatar porções roscadas dos dois tubulares enquanto monitoram o torque entre os tubulares. Em uma modalidade, o torque pode ser monitorizado medindo continuamente uma célula de carga no trajeto de carga, tal como a célula de carga 226 no sistema de composição tubular 200. Em uma modalidade, os tubulares podem ser rodados a uma primeira velocidade constante. Por exemplo, os tubulares podem ser girados enquanto um conjunto de motor, tal como o conjunto de motor 224 da pinça de potência 206, é mantido a uma velocidade elevada. A seção 506 da curva de velocidade-giro 502 reflete a velocidade durante a operação de acordo com a operação 410. As operações de acordo com a operação 410 podem ser realizadas quando os tubulares estão na posição de rotação como mostrado na Figura 1A.[0067] In operation 410 of method 400, two tubulars are rotated relative to each other to engage threaded portions of the two tubulars while monitoring the torque between the tubulars. In one embodiment, torque can be monitored by continuously measuring a load cell in the load path, such as load cell 226 in tubular compounding system 200. In one embodiment, the tubulars can be rotated at a constant first speed. For example, tubulars can be rotated while a motor assembly, such as motor assembly 224 of power gripper 206, is maintained at a high speed. Section 506 of the speed-turn curve 502 reflects the speed during operation according to operation 410. Operations according to operation 410 can be performed when the tubulars are in the position of rotation as shown in Figure 1A.

[0068] A seção 508 da curva torque-giro 504 reflete o torque medido durante a operação de acordo com a operação 410. Durante a operação de acordo com a operação 410, o torque medido é quase zero.[0068] Section 508 of the torque-turn curve 504 reflects the measured torque during operation in accordance with operation 410. During operation in accordance with operation 410, the measured torque is almost zero.

[0069] Na operação 420, a velocidade de rotação relativa é reduzida quando o torque medido atinge um primeiro valor de torque de referência. Em uma modalidade, o primeiro valor de torque de referência pode corresponder a um valor aumentado do torque quase zero durante a posição de rotação. O valor do torque entre os tubulares aumenta após os tubulares atingirem a posição de vedação, conforme mostrado na Figura 1B. À medida que o torque aumenta para o primeiro valor de torque de referência, a velocidade de rotação relativa pode ser reduzida da primeira velocidade constante para uma segunda velocidade constante. Em uma modalidade, a segunda velocidade constante pode ser uma velocidade total na marcha inferior e a redução da rotação relativa corresponde à mudança de velocidade alta para baixa. Em uma modalidade, a segunda velocidade constante pode ser conseguida ligando o comutador 233 no programa de controle 230 da Figura 2B.[0069] In operation 420, the relative rotation speed is reduced when the measured torque reaches a first reference torque value. In one embodiment, the first reference torque value may correspond to an increased value of nearly zero torque during the rotation position. The torque value between the tubulars increases after the tubulars reach the sealing position, as shown in Figure 1B. As the torque increases to the first reference torque value, the relative rotational speed can be reduced from the first constant speed to a second constant speed. In one embodiment, the constant second speed may be a full speed in the lower gear and the relative RPM reduction corresponds to the shift from high to low speed. In one embodiment, the second constant speed can be achieved by turning on switch 233 in program driver 230 of Figure 2B.

[0070] O ponto 510 na curva de rotação de torque 504 corresponde ao primeiro valor de torque de referência. A seção 512 da curva de velocidade de giro 502 reflete a velocidade de rotação durante o funcionamento da operação 420. A seção 514 na curva de giro de torque 504 reflete o torque medido durante o funcionamento da operação 420.[0070] Point 510 on torque rotation curve 504 corresponds to the first reference torque value. Section 512 of turning speed curve 502 reflects the turning speed during operation of operation 420. Section 514 in turning torque curve 504 reflects measured torque during operation of operation 420.

[0071] Na operação 430, a velocidade de rotação relativa é reduzida quando o torque medido atinge um segundo valor de torque de referência. Em uma modalidade, o segundo valor de torque de referência pode corresponder a um valor alvo mínimo do ressalto dos tubulares para evitar que os tubulares se movam muito rápido para a posição do ressalto, como mostrado na Figura 1C. À medida que o torque aumenta para o segundo valor de torque de referência, a velocidade de rotação relativa pode ser reduzida da segunda velocidade constante para uma terceira velocidade constante. Em uma modalidade, a terceira velocidade constante pode ser conseguida ligando o comutador 235 no programa de controle 230 da Figura 2B.[0071] In operation 430, the relative rotation speed is reduced when the measured torque reaches a second reference torque value. In one embodiment, the second reference torque value may correspond to a minimum target value of the tubulars' shoulder to prevent the tubulars from moving too fast into the position of the shoulder, as shown in Figure 1C. As the torque increases to the second reference torque value, the relative rotational speed can be reduced from the second constant speed to a third constant speed. In one embodiment, the third constant speed can be achieved by turning on switch 235 in program control 230 of Figure 2B.

[0072] O ponto 516 na curva de torque-giro 504 corresponde ao segundo valor de torque de referência. A seção 518 na curva de velocidade-giro 502 reflete a velocidade de rotação durante o funcionamento da operação 430. A seção 520 na curva de torque de torção 504 reflete o torque medido durante o funcionamento da operação 430.[0072] Point 516 on the torque-turn curve 504 corresponds to the second reference torque value. Section 518 in speed-turn curve 502 reflects rotational speed during operation of operation 430. Section 520 in torsional torque curve 504 reflects measured torque during operation of operation 430.

[0073] Na operação 440, uma operação de redução de velocidade automática é ativada quando o torque medido atinge um torque de ponto de partida predeterminado. Em uma modalidade, o torque do ponto de partida pode ser determinado dinamicamente, de acordo com o tempo de reação do sistema e o torque alvo. Por exemplo, o torque do ponto de partida pode ser calculado de acordo com as equações (3), (4) e (5).[0073] In operation 440, an automatic speed reduction operation is activated when the measured torque reaches a predetermined starting point torque. In one embodiment, the starting point torque can be dynamically determined according to the system reaction time and the target torque. For example, the starting point torque can be calculated according to equations (3), (4) and (5).

[0074] Em uma modalidade, a operação de redução de velocidade automática pode corresponder à calculadora de ponto de ajuste 239, no programa de controle 230 da Figura 2B. A velocidade de rotação pode ser definida como uma função sigmoide do torque medido e controlada por um controlador de malha fechada, como um controlador PID. Em uma modalidade, a função sigmoide pode ser personalizada de acordo com os parâmetros do sistema de composição tubular e os tubulares sendo conectados. Por exemplo, o ponto de ajuste da velocidade de rotação pode ser definido com base no valor de torque medido, de acordo com a função sigmoide da equação (2). A função sigmoide permite que a rotação relativa pare quase imediatamente no torque alvo, o que evita um torque excessivo na conexão. Em algumas modalidades, a velocidade de rotação pode ser definida como outras funções do torque medido, por exemplo, uma função linear, uma função exponencial, uma função logarítmica, uma função polinomial ou uma combinação.[0074] In one embodiment, the automatic speed reduction operation may correspond to the setpoint calculator 239 in the control program 230 of Figure 2B. Rotation speed can be defined as a sigmoid function of measured torque and controlled by a closed loop controller such as a PID controller. In one embodiment, the sigmoid function can be customized according to the parameters of the tubular composition system and the tubulars being connected. For example, the rotation speed setpoint can be defined based on the measured torque value, according to the sigmoid function of equation (2). The sigmoid function allows the relative rotation to stop almost immediately at the target torque, which prevents over-torquing the connection. In some embodiments, rotational speed may be defined as other functions of the measured torque, for example, a linear function, an exponential function, a logarithmic function, a polynomial function or a combination.

[0075] O ponto 522 na curva de torque-giro 504 corresponde ao valor de torque do ponto de partida. A seção 524 na curva de velocidade de giro 502 reflete a velocidade de rotação durante o funcionamento da operação 440. A seção 526 na curva de torque de torção 504 reflete o torque medido durante o funcionamento da operação 440. O ponto 528 indica o torque final, que corresponde ao torque alvo.[0075] Point 522 on torque-turn curve 504 corresponds to the starting point torque value. Section 524 in turning speed curve 502 reflects the turning speed during operation of operation 440. Section 526 in torsional torque curve 504 reflects measured torque during operation of operation 440. Point 528 indicates final torque , which corresponds to the target torque.

[0076] Em algumas modalidades, a operação de redução automática de velocidade pode ser alcançada usando uma tabela de consulta incluindo pares de velocidade de rotação e torque. A tabela de consulta pode ser obtida por métodos empíricos.[0076] In some embodiments, the automatic speed reduction operation can be achieved using a look-up table including rotational speed and torque pairs. The lookup table can be obtained by empirical methods.

[0077] Alternativamente, a operação de redução de velocidade automática, na operação 440, pode ser ativada de acordo com outros gatilhos, tais como o número de giros, o tempo de duração da operação de composição. Por exemplo, a operação de redução de velocidade automática na operação 440 pode começar quando um número predeterminado de giros tiver sido atingido desde que os tubulares se encaixem um no outro. A operação de redução de velocidade automática na operação 440 pode começar quando um período de tempo predeterminado tiver passado desde que os tubulares se encaixem entre si.[0077] Alternatively, the automatic speed reduction operation, in operation 440, can be activated according to other triggers, such as the number of turns, the duration time of the compositing operation. For example, the automatic slowdown operation in operation 440 may begin when a predetermined number of turns has been reached provided the tubulars engage each other. The automatic slowdown operation in operation 440 may begin when a predetermined period of time has passed since the tubulars have engaged each other.

[0078] Em uma modalidade, quando o torque medido atinge um valor de torque de descarga durante as operações 410, 420, 430 ou 440, a velocidade de rotação é definida para zero.[0078] In one embodiment, when the measured torque reaches an unloading torque value during operations 410, 420, 430 or 440, the rotation speed is set to zero.

[0079] O método 400 pode ser usado para composição das juntas tubulares de forma automática ou semiautomática. Em uma modalidade, a medição contínua de torque durante o método 400 pode ser usada para gerar uma curva torque-giro, como mostrado na Figura 5, para avaliação da conexão tubular. A avaliação pode ser realizada automaticamente usando um programa de computador ou manualmente pelos operadores.[0079] Method 400 can be used for the composition of tube joints automatically or semi-automatically. In one embodiment, continuous measurement of torque during method 400 can be used to generate a torque-turn curve, as shown in Figure 5, for evaluating the tubular connection. The evaluation can be performed automatically using a computer program or manually by operators.

[0080] Embora um conjunto de pinça seja descrito nas modalidades acima, modalidades da presente descrição podem ser usadas para atingir o torque alvo sem superaquecimento em quaisquer sistemas de composição tubulares tendo uma pinça potência, tais como overdrives, unidades em volume, unidades de composição horizontal para instalações de tubos, instalações de estacas e instalações de construção de estacas offline. Modalidades da presente revelação podem ser usadas para controlar velocidades de rotação relativas entre um grampo de energia que segura um primeiro tubo e um grampo traseiro segurando um segundo tubular usando torque medido para alcançar um torque alvo entre o primeiro tubular e o segundo tubular sem torque excessivo.[0080] Although a caliper assembly is described in the above embodiments, embodiments of the present description can be used to achieve target torque without overheating in any tubular compounding systems having a power caliper, such as overdrives, volume units, compounding units horizontal for pipe installations, pile installations and offline pile construction installations. Embodiments of the present disclosure can be used to control relative rotational speeds between a power clamp holding a first tube and a back clamp holding a second tubular using measured torque to achieve a target torque between the first tubular and second tubular without excessive torque. .

[0081] As modalidades da presente revelação incluem um método para fazer uma junta tubular. O método inclui girar um primeiro tubular em relação a um segundo tubular para engatar o primeiro e segundo tubular, enquanto se mede um torque entre o primeiro e o segundo tubular, calculando um ponto de ajuste de uma velocidade rotacional relativa entre o primeiro e o segundo tubular usando o torque medido, e usando o ponto de referência calculado com um controlador de circuito fechado para controlar a velocidade de rotação relativa entre o primeiro e o segundo tubular.[0081] Embodiments of the present disclosure include a method for making a tubular gasket. The method includes rotating a first tubular with respect to a second tubular to engage the first and second tubulars, while measuring a torque between the first and second tubulars, calculating a set point of a relative rotational speed between the first and second tubulars. tubular using the measured torque, and using the calculated reference point with a closed-loop controller to control the relative rotational speed between the first and second tubular.

[0082] Em uma ou mais modalidades, o cálculo do ponto de ajuste compreende o cálculo do ponto de ajuste usando uma função do torque medido, em que um aumento no torque medido resulta em uma diminuição na velocidade rotacional relativa, e um valor de torque alvo corresponde a uma velocidade zero.[0082] In one or more embodiments, the setpoint calculation comprises calculating the setpoint using a function of measured torque, where an increase in measured torque results in a decrease in relative rotational speed, and a torque value target corresponds to zero velocity.

[0083] Em uma ou mais modalidades, a função é uma função sigmoide.[0083] In one or more embodiments, the function is a sigmoid function.

[0084] Em uma ou mais modalidades, o método inclui ainda a determinação de parâmetros da função sigmoide de acordo com os parâmetros de uma unidade de acionamento utilizada para girar o primeiro tubular em relação ao segundo tubular e parâmetros do primeiro e do segundo tubular.[0084] In one or more embodiments, the method further includes determining parameters of the sigmoid function according to the parameters of a drive unit used to rotate the first tubular relative to the second tubular and parameters of the first and second tubular.

[0085] Em uma ou mais modalidades, o método inclui ainda a ativação de uma calculadora de velocidade ajustada no controlador de circuito fechado quando o torque medido atinge um ponto de partida.[0085] In one or more embodiments, the method further includes activating a speed calculator set in the closed-loop controller when the measured torque reaches a starting point.

[0086] Em uma ou mais modalidades, o método inclui ainda compreender o cálculo dinâmico do ponto de partida, de acordo com um tempo de reação do sistema e um valor de torque alvo.[0086] In one or more embodiments, the method further includes understanding the dynamic calculation of the starting point, according to a system reaction time and a target torque value.

[0087] Em uma ou mais modalidades, o cálculo dinâmico do ponto de partida compreende o cálculo de uma tolerância ao torque de reação do sistema do tempo de reação do sistema e um valor atual da velocidade rotacional relativa e subtração da tolerância de torque de reação do sistema do valor de torque alvo.[0087] In one or more embodiments, the dynamic calculation of the starting point comprises calculating a system reaction torque tolerance of the system reaction time and a current value of the relative rotational speed and subtracting the reaction torque tolerance of the target torque value system.

[0088] Em uma ou mais modalidades, o cálculo da tolerância de torque de reação do sistema inclui a determinação de giros residuais, de acordo com o tempo de reação do sistema e o valor atual da velocidade de rotação relativa e o cálculo da margem de torque de reação do sistema de giros residuais e derivados do torque medido por giros.[0088] In one or more embodiments, the calculation of the system reaction torque tolerance includes the determination of residual turns, according to the system reaction time and the current value of the relative rotation speed, and the calculation of the margin of system reaction torque from residual spins and derived from torque measured by spins.

[0089] Em uma ou mais modalidades, o giro do primeiro tubular em relação ao segundo tubular compreende antes do torque medido atingir o ponto de partida, o giro do primeiro tubular em relação ao segundo tubular em uma primeira velocidade constante.[0089] In one or more embodiments, rotating the first tubular relative to the second tubular comprises before the measured torque reaches the starting point, rotating the first tubular relative to the second tubular at a constant first speed.

[0090] Em uma ou mais modalidades, o giro do primeiro tubular em relação ao segundo tubular compreende ainda, antes que o torque medido atinja o ponto de partida, a redução da velocidade rotacional relativa da primeira velocidade constante para uma segunda velocidade constante quando o torque medido atinge um primeiro valor de referência.[0090] In one or more embodiments, the rotation of the first tubular in relation to the second tubular further comprises, before the measured torque reaches the starting point, reducing the relative rotational speed from the first constant speed to a second constant speed when the Measured torque reaches a first reference value.

[0091] Em uma ou mais modalidades, o primeiro valor de referência é um torque mínimo do ressalto do primeiro e segundo tubulares.[0091] In one or more embodiments, the first reference value is a minimum torque of the jump of the first and second tubulars.

[0092] As modalidades da presente revelação incluem ainda um método para fazer uma junta tubular. O método inclui giro relativo de um primeiro tubular a um segundo tubular para engatar o primeiro tubular e o segundo tubular, enquanto mede um torque entre o primeiro e o segundo tubular, e reduzindo automaticamente uma velocidade de rotação relativa entre o primeiro e o segundo tubulares utilizando um controlador de circuito fechado, quando o torque medido atinge um ponto de partida.[0092] Embodiments of the present disclosure further include a method for making a tubular joint. The method includes relative rotating a first tubular to a second tubular to engage the first tubular and second tubular, while measuring a torque between the first and second tubular, and automatically reducing a relative rotational speed between the first and second tubular. using a closed-loop controller, when the measured torque reaches a starting point.

[0093] Em uma ou mais modalidades, o método inclui ainda o cálculo de um ponto de ajuste da velocidade de rotação relativo para o controlador de circuito fechado usando o torque medido entre o primeiro e o segundo tubulares.[0093] In one or more embodiments, the method further includes calculating a relative rotational speed setpoint for the closed-loop controller using the measured torque between the first and second tubulars.

[0094] Em uma ou mais modalidades, o cálculo do ponto de ajuste compreende o cálculo do ponto de ajuste a partir do torque medido usando uma função sigmoide.[0094] In one or more embodiments, the setpoint calculation comprises calculating the setpoint from the measured torque using a sigmoid function.

[0095] Em uma ou mais modalidades, o método inclui ainda a seleção de parâmetros da função sigmoide com base nos parâmetros de uma unidade de acionamento usada para girar o primeiro tubular em relação ao segundo tubular e parâmetros do primeiro e segundo tubulares.[0095] In one or more embodiments, the method further includes selecting parameters of the sigmoid function based on the parameters of a drive unit used to rotate the first tubular relative to the second tubular and parameters of the first and second tubulars.

[0096] Em uma ou mais modalidades, o método inclui ainda o cálculo dinâmico do ponto de partida, a partir de uma velocidade de rotação relativa atual e um valor de torque alvo.[0096] In one or more embodiments, the method also includes the dynamic calculation of the starting point, from a current relative rotation speed and a target torque value.

[0097] Em uma ou mais modalidades, o cálculo dinâmico do ponto de partida compreende calcular uma tolerância de torque de reação do sistema do tempo de reação do sistema e um valor atual da velocidade de rotação relativa e subtrai a tolerância de torque de reação do sistema do valor de torque alvo.[0097] In one or more embodiments, the dynamic calculation of the starting point comprises calculating a system reaction torque tolerance from the system reaction time and a current value of the relative rotational speed and subtracting the reaction torque tolerance from the target torque value system.

[0098] Em uma ou mais modalidades, o cálculo da tolerância de torque de reação do sistema inclui a determinação de giros residuais de acordo com o tempo de reação do sistema e o valor atual da velocidade rotacional relativa e o cálculo da margem de torque de reação do sistema o torque medido por giros.[0098] In one or more embodiments, the calculation of the system reaction torque tolerance includes the determination of residual turns according to the system reaction time and the current value of the relative rotational speed and the calculation of the torque margin of system reaction torque measured by revolutions.

[0099] Em uma ou mais modalidades, o método inclui ainda a rotação relativa do primeiro tubular para o segundo tubular a uma primeira velocidade constante, e reduzindo a primeira velocidade constante para uma segunda velocidade constante quando o torque medido atinge um primeiro valor de referência.[0099] In one or more embodiments, the method further includes relative rotation of the first tubular to the second tubular at a first constant speed, and reducing the first constant speed to a second constant speed when the measured torque reaches a first reference value .

[00100] Em uma ou mais modalidades, o método inclui ainda a avaliação da qualidade da junta tubular de acordo com o valor de torque medido.[00100] In one or more embodiments, the method also includes the evaluation of the quality of the tubular joint according to the measured torque value.

[00101] Modalidades da presente revelação fornecem ainda um sistema de composição tubular. O sistema de composição tubular inclui um conjunto de composição tubular compreendendo um primeiro grampo para prender a um primeiro tubular e um segundo grampo para prender a um segundo tubular, em que o primeiro grampo e o segundo grampo estão dispostos para girar o segundo tubular em relação ao primeiro tubular para fazer uma conexão tubular. O sistema de composição tubular inclui ainda um controlador incluindo um programa de controle, ao operar, controlando uma velocidade de rotação relativa entre o primeiro grampo e o segundo grampo usando um controlador de circuito fechado e calculando um ponto de ajuste para o controlador de circuito fechado a partir de um torque medido valor entre o primeiro e o segundo tubular.[00101] Embodiments of the present disclosure further provide a tubular composition system. The tubular assembly system includes a tubular assembly assembly comprising a first clamp for attaching to a first tubular and a second clamp for attaching to a second tubular, wherein the first clamp and the second clamp are arranged to rotate the second tubular relative to each other. to the first tubular to make a tubular connection. The tubular compounding system further includes a controller including a control program, in operation, controlling a relative rotational speed between the first clamp and the second clamp using a closed-loop controller and calculating a set point for the closed-loop controller. from a measured torque value between the first and second tubular.

[00102] Em uma ou mais modalidades, o conjunto de composição tubular é um dentre um conjunto de pinça, um overdrive, uma unidade de bucking (medida em volume de petróleo) e uma unidade de composição horizontal.[00102] In one or more embodiments, the tubular composition assembly is one of a caliper assembly, an overdrive, a bucking unit (measured in oil volume) and a horizontal composition unit.

[00103] As modalidades da presente revelação fornecem ainda um sistema de composição tubular. O sistema de composição tubular inclui um conjunto de pinça compreendendo uma pinça de suporte para fixar a um primeiro tubular e uma pinça de poder para fixar a um segundo tubular e rodar o segundo tubular em relação ao primeiro tubular. O sistema inclui ainda um controlador acoplado ao conjunto da pinça, no qual o controlador inclui um programa de controle, ao operar, controlando uma velocidade de rotação da pinça usando um controlador de malha fechada e calculando um ponto definido para o controlador de malha fechada a partir de um valor de torque medido entre o primeiro e o segundo tubular.[00103] Embodiments of the present disclosure further provide a tubular composition system. The tubular compounding system includes a clamp assembly comprising a support clamp for attaching to a first tubular and a power clamp for attaching to a second tubular and rotating the second tubular relative to the first tubular. The system further includes a controller coupled to the gripper assembly, wherein the controller includes a control program, in operation, controlling a rotational speed of the gripper using a closed-loop controller and calculating a set point for the closed-loop controller at from a torque value measured between the first and second tubular.

[00104] Em algumas modalidades, o conjunto de composição tubular é um conjunto de pinça, um overdrive, uma unidade de bucking (medida em volume de petróleo), e uma unidade de composição horizontal.[00104] In some embodiments, the tubular composition assembly is a caliper assembly, an overdrive, a bucking unit (measured in oil volume), and a horizontal composition unit.

[00105] As modalidades da presente revelação fornecem ainda um método para fazer uma junta tubular. O método inclui girar um primeiro tubular em relação a um segundo tubular a uma primeira velocidade, para engatar no primeiro e segundo tubulares, e iniciar uma operação de redução de velocidade automática, para reduzir a rotação da primeira velocidade para zero após a detecção de uma condição de gatilho.[00105] The embodiments of the present disclosure further provide a method for making a tubular joint. The method includes rotating a first tubular relative to a second tubular at a first speed to engage the first and second tubulars and initiating an automatic downshift operation to reduce the rotation of the first speed to zero upon detection of a trigger condition.

[00106] Em algumas modalidades, a condição de disparo é uma dentre: um torque medido entre o primeiro e segundo tubulares atinge um valor predeterminado, rotação do primeiro tubular foi realizada por tempo predeterminado e uma rotação predeterminada é girada entre o primeiro e segundos tubulares.[00106] In some embodiments, the trigger condition is one of: a torque measured between the first and second tubulars reaches a predetermined value, rotation of the first tubular was performed for a predetermined time, and a predetermined rotation is rotated between the first and second tubulars .

[00107] Embora o precedente seja dirigido a modalidades da presente revelação, outras modalidades podem ser concebidas sem se afastar do seu âmbito básico, e o seu âmbito é determinado pelas reivindicações que se seguem.[00107] Although the foregoing is directed to embodiments of the present disclosure, other embodiments can be conceived without departing from its basic scope, and their scope is determined by the claims that follow.

Claims

1. Method for composing a tubular joint, characterized in that it comprises: rotating a first tubular relative to a second tubular to engage the first and second tubulars while measuring a torque between the first and second tubulars; calculating a setpoint (232) of a relative rotational speed between the first and second tubulars using the measured torque; using the setpoint (232) calculated with a controller (234) to manage the relative rotation speed between the first and second tubulars, wherein the setpoint calculation is fed to the controller (234) as an input value ; and activating a speed calculator set in the controller (234) when the measured torque reaches a starting point torque value.

2. Method, according to claim 1, characterized in that the calculation of the set point (232) comprises the use of a function of the measured torque, in which an increase in the measured torque results in a decrease in the relative rotational speed , and a target torque value corresponds to a zero speed.

3. Method, according to claim 2, characterized in that the function is a sigmoid function.

4. Method according to claim 3, characterized in that it additionally comprises the determination of parameters of the sigmoid function, according to parameters of a drive unit used to rotate the first tubular in relation to the second tubular and parameters of the first and second tubes.

5. Method according to claim 1, characterized in that it additionally comprises the dynamic calculation of the starting point torque value according to a system reaction time and a target torque value.

6. Method, according to claim 5, characterized in that the dynamic calculation of the starting point torque value comprises: calculation of a system reaction torque tolerance from the system reaction time and a value current relative rotation speed; and subtracting the reaction torque tolerance from the target torque value.

7. Method, according to claim 6, characterized in that the calculation of the system reaction torque tolerance comprises: determining the residual turns according to the system reaction time and the current value of the relative rotation speed ; and calculating the system reaction torque tolerance from the residual turns and torque derivatives measured per turns.

8. Method, according to claim 1, characterized in that the rotation of the first tubular in relation to the second tubular comprises: before the measured torque reaches the torque value of the starting point, rotate the first tubular in relation to the second tubular at a constant first speed.

9. Method, according to claim 8, characterized in that the rotation of the first tubular in relation to the second tubular further comprises: before the measured torque reaches the torque value of the starting point, the relative rotation speed is reduced from constant first speed to constant second speed when the measured torque reaches a first reference value, where the first reference value is a minimum torque of the first and second tubulars.

10. Method for composing a tubular joint, characterized in that it comprises: relatively rotating the first tubular with respect to a second tubular to engage the first tubular and the second tubular, while measuring a torque between the first and second tubular; and reducing a relative rotational speed between the first and second tubulars using a controller when the measured torque reaches a starting point torque value; and dynamically calculating the starting point torque value from a rotational speed relative to the current and a target torque value, wherein the dynamic calculation of the starting point torque value comprises: calculating a reaction torque tolerance of the system from the system reaction time and a current value of the relative rotation speed; and subtracting the system reaction torque tolerance from the target torque value.

11. Method according to claim 10, characterized in that it additionally comprises calculating a relative rotational speed set point for the controller using the measured torque between the first and second tubulars.

12. Method for composing a tubular joint characterized by the fact that it comprises: rotating a first tubular relative to a second tubular to engage the first and second tubulars while measuring a torque between the first and second tubulars; reducing a relative rotational speed between the first and second tubulars using a controller when the measured torque reaches a starting point torque value; and calculating a relative rotational speed set point for the controller using the measured torque between the first and second tubulars, wherein the reference point calculation comprises counting the reference point from the measured torque using a sigmoid function .

13. Method according to claim 12, characterized in that it additionally comprises the selection of parameters of the sigmoid function based on the parameters of a drive unit used to rotate the first tubular in relation to the second tubular and parameters of the first and second tubes.

14. Method, according to claim 10, characterized in that the calculation of the system reaction torque tolerance comprises: determining the residual turns according to the system reaction time and the current value of the relative rotation speed ; and calculation of the system reaction torque tolerance, from the residual turns and derived from the torque measured by turns.

15. Method according to claim 10, characterized in that it additionally comprises: rotating the first tubular relative to the second tubular at a constant first speed; and reducing the first constant speed to a second constant speed when the measured torque reaches a first reference value.

16. Method according to claim 10, characterized in that it additionally comprises the evaluation of the quality of the tubular joint according to the measured torque value.

17. A tubular assembly system, characterized in that it comprises: a tubular assembly assembly comprising: a first clip for attaching to a first tubular; and a second clamp for attachment to a second tubular, wherein the first clamp and second clamp are arranged to rotate the second tubular relative to the first tubular to make a tubular connection (100); and a controller including instructions that, when executed, perform operations comprising: controlling a relative rotational speed between the first clamp and the second clamp using the controller; calculating a setpoint for the controller from a torque value measured between the first and second tubulars, wherein the setpoint calculation is fed to the controller (234) as an input value; and activating a speed calculator set in the controller (234) when a measured torque reaches a starting point torque value.

18. System according to claim 17, characterized in that the tubular composition assembly is one of a clamp assembly, an overdrive, a bucking unit and a horizontal composition unit.

Method according to claim 1, characterized in that rotating a first tubular relative to a second tubular comprises rotating a pin (104) of the first tubular relative to a housing (102) of the second tubular.