DE2817910A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer schraubverbindung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer schraubverbindung

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DE2817910A1 DE19782817910 DE2817910A DE2817910A1 DE 2817910 A1 DE2817910 A1 DE 2817910A1 DE 19782817910 DE19782817910 DE 19782817910 DE 2817910 A DE2817910 A DE 2817910A DE 2817910 A1 DE2817910 A1 DE 2817910A1
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Description

GSTIt. κι . telefon s2«u Hannover, den 21. April 1978
Betr.: V 282/A/sch - Anmelder: Weatherford/Lamb, Inc.
17 Briar Hollow Suite 200
Houston, Texas 77027 USA
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer S chraubve rbindung
Es ist bekannt, daß, um eine Schraubverbindung zwischen zwei Elementen, die zusammenpassende Gewinde besitzen, zufriedenstellend herzustellen, wie z.B· Bohrrohrleitungen und Futterrohrverbindungen und Gewindebolzen, eine bestimmte Anzahl von Gewindegängen in gegenseitigen Eingriff gebracht werden muß und, daß ein bestimmtes Drehmoment angewendet werden muß, insbesondere im Falle von Rohren, von denen verlangt wird, daß sie lecksicher sind. Die US Patente Nr. 3,368,396; 3,606,664; 3,7^5|82O erläutern Vorrichtungen für die Drehmomentmessung und die Zählung von Drehungen mit welchen eine Schraubverbindung in gegenseitigen Eingriff gebracht werden. Die Vorrichtungen bisheriger Bauart geben nur dann eine Anzeige, daß eine "mangelhafte Rohrverbindung11 hergestellt worden ist, wenn es sich herausstellt, daß gewisse, vorbestimmte Bedingungen bestehen. Es ist wünschenswert, daß ein Versagen in einer hergestellten Verbindung so schnell wie möglich vorhergesagt und angezeigt wird, um zu verhindern, daß zusätzlicher Schaden an den Gewinden entsteht, sowohl als auch, um die kontinuierliche Drehmomentanwendung an defekten Rohrverbindungen zu vermeiden, da es sehr schwierig und zeitraubend ist, defekte Schraubverbindungen zu
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lösen. Wenn Schraubgewinde anfangen, sich miteinander zu verbinden, wird ein stärkeres Drehmoment erforderlich, um eines der Elemente im Verhältnis zum anderen Element zu drehen. Wenn das angewendete Drehmoment einen vorbestimmten Punkt erreicht, wird es als Bezugsdrehmoment bezeichnet und stellt den Ausgangspunkt für die Zählung der Anzahl von Drehungen eines Elementes im Verhältnis zu dem anderen dar zwecks einer Messung des Eingriffes der Gewinde ineinander. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß während des eigentlichen Zusammenfügens der Schraubverbindung die Biegung eines der mit Gewinde versehenen Elemente im Verhältnis zu dem anderen Schraubelement, wie es z.B. auf einer Ölförderinsel vorkommt wenn ein rotierendes Rohr querschwingt, zu einer falschen Angabe des Bezugsdrehmomentes während des anfänglichen Zusammenfügen^ führt bevor mit der korrekten, eigentlichen Zusammenschraubung der Gewinde begonnen wird. Bei den Vorrichtungen bisheriger Bauart wurden, jedes Mal wenn das Drehmoment überstiegen wurde, Drehungszählungen vorgenommen und die Zählungen unterbrochen, wenn das Drehmoment unterhalb des Bezugdrehmoments fiel. Die falschen Drehungen wurden als ein Teil der endgültigen Drehungen miteinbegriffen und ergaben einen Fehler, der zu einer unzureichenden, wirklichen Verschraubung führte.
Die vorliegende Erfindung zielt auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer Schraubverbindungj die aus zwei Elementen besteht,welche mit zusammenpassenden Gewinden versehen sind, indem die Zusammenschraubung während ihres Verlaufs überwacht und das Versagen der Verbindung vorausgesagt wird bevor der Endpunkt der Zusammenschraubung erreicht wird, um dadurch eine Beschädigung der Schraubverbindung zu vermeiden. Die Ver-
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schraubungsdrehungen und das angewendete Drehmoment verden fortwährend während des Verlaufes der Zusammenschraubung gemessen und, falls das Drehmoment/Drehungs-Verhältnis nicht innerhalb von bestimmten Parametern verläuft, wird die Zusammenschraubung unterbrochen.
Eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie ein Verfahren und eine Vorrichtung vorsieht, deren Aufgabe darin besteht, falsche Drehungsmessungen des Zusammenschraubens zu vermeiden, indem die Drehungen gemessen werden, falls das gemessene Drehmoment ein Bezugsdrehmoment übersteigt; sollte Jedoch das gemessene Drehmoment unterhalb des Bezugsdrehmomentes fallen, dann werden alle angesammelten, gemessenen Drehungen automatisch gelöscht* Venn das Drehmoment wiederum den Bezugsdrehmoment übersteigt, wird eine neue Messung der Drehungen vorgenommen. Diese besondere Eigenart verhütet Fehler in Drehungszählungen, die durch einen Biegungsausschlag eines Schraubelementes im Verhältnis zu dem anderen Schraubelement während des anfänglichen Zusammenschraubens verursacht werden.
Eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie ein Verfahren und eine Vorrichtung vorsieht, deren Aufgabe es ist, zwei mit zusammenpassenden Gewinden versehene Elemente zusammenzuschrauben, indem dieselben mittels der besagten Gewinde miteinander in Eingriff kommen.während das Drehmoment gemessen wird, das erforderlich ist, um eines der Elemente im Verhältnis zu dem anderen Element zu drehen bis ein vorbestimmtes Bezugsdrehmoment erreicht wird. Danach werden die zusammenpassenden Gewinde weiterhin zusammengeschraubt und die Anzahl der Drehungen eines der Elemente im Verhältnis zu dem anderen gezählt, wobei die Drehmomentzählungen
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fortgesetzt werden, jedoch, wird das weitere Zusammenschrauben der zusammenpassenden Gewinde unterbrochen, wenn das Drehmoment, das erforderlich ist, um die zusammenpassenden Gewinde weiter zusammenzuschrauben, größer ist als
>T ,,/ ein vorbest. Mmax« - Bezugsdrehm.) „ ·, .
N Xl — -—TT-—: T^—JT-^ / + Bezugsdrehmom.
yvorbestxmmte Mxnxmaldrehungen /
oder weniger beträgt als
,τ ^l ein vorbest. Mmin. - Bezugsdrehm.) D .
N X\vorbestimmte Maximaldrehungen J+ Bezugsdrehmom.
wobei Mmax. gleich Maximaldrehmoment, Mmin. gleich Mini maldrehmoment und N die Anzahl der Verschraubungsdrehungen ist.
Eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie ein Verfahren und eine Vorrichtung vorsieht, deren Aufgabe es ist, die Zusammenschraubung einer Schraubverbindung kontinuierlich zu überwachen, ausgegangen von dem Bezugsdrehmoment bis zu dem Abschluß einer erfolgreichen Verschraubung, aber den Verlauf der Zusammenschraubung jederzeit abbricht, wenn das Verhältnis zwischen dem gemessenen Drehmoment und den gemessenen Drehungen vorbestimmte Werte übersteigt.
Andere und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung einer Ausführungsform der Erfindung ersichtlich.
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Xn der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein sch.ematisch.es Schaubild eines Erfindungsbeispiels,
Fig. 2 ein Diagramm, das die Verhältnisse zwischen Drehmoment und Drehungen bei der Zusammenschraubung einer Schraubverbindung darstellt, und die
Figuren das Programm des in der vorliegenden 3A,3B»3C Erfindung benutzten Prozessors.
Obwohl die vorliegenden Erfindung auch für das Zusammenschrauben von Schraubverbindungen wie Gewindebolzen und Gewindestiften anwendbar ist, wird sie hier in Verbindung mit dem Zusammenfügen von Rohren, wie zum Beispiel von Bohrrohren, beschrieben*
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, schließen kraftangetriebene Rohrzangen, allgemein mit der Bezugsnummer 10 angegeben, ein drehbares Klemmbackenelement 12 ein, welches zum Greifen und Drehen eines Schachtrohrzug-Abschnittes, wie z.B. Rohrabschnitt l4, dient. Das untere Ende des Rohrabschnittes 14 wird bei dem Einschrauben in eine Rohrverbindung l6 gezeigt, in welche das obere Ende eines zweiten Rohrabschnittes 18 ebenfalls eingeschraubt wird. Ein Zangenantriebsmotor 20, wie z.B. ein hydraulischer Motor, ist mit dem drehbaren Klemmbackenelement 12 mittels eines nicht gezeigten Antriebsmechanismus in einer herkömmlichen Weise verbunden. Eine Versorgungsleitung 22, die mit einem Ventil Zk versehen ist, ist mit dem hydraulischen Motor 20 verbunden, um ihm die notwendige Antriebsenergie zu liefern. Ein Erregerrelais 26
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AO
betätigt das Ventil 24. Jedes zweckdienliche Gerät kann zur Messung des von dem drehbaren Klemmbackenelernent ausgeübten Drehmoments auf das Bohrrohr 14 Anwendung finden. Zum Beispiel kann ein elektrisches Dehnungsmeßgerät 30 in eine mit der kraftangetriebenen Rohrzange 10 verbundene Stützleitung 33 eingebaut werden, das ein elektrisches Signal abgibt, welches das durch das drehbare Klemmbackenelement 12 ausgeübte Drehmoment anzeigt. Dieses Drehmoment ist proportional zu der Beanspruchung der Stützleitung 33·
Passende Mittel sind für die Messung der Drehungen des drehbaren Klemmbackenelementes 12 und somit des Rohrabschnittes 14 vorgesehen. Zum Beispiel kann das drehbare Klemmbackenelement 12 mit einer Mehrzahl von Ansätzen oder Vorsprüngen 32 versehen werden, welche wiederum einen mit einem Betätigungsraum 36 versehenen Mikroschalter 34 betätigen, während das drehbare Klemmbackenelernent 12 durch den Motor 20 angetrieben wird. Das Ergebnis ist, daß eine Reihe von Impulsen oder Zählungen über die Leitung 38 übermittelt werden. Hierdurch kann die Verschraubung des Rohrabschnittes 14 mit der Muffe l6 (falls die Muffe stationär ist) gemessen werden, indem die Anzahl der Schalterbetätigungen gezählt werden, während sich der Rohrabschnitt l4 dreht. Normalerweise betätigen die Ansätze 32 den Schalter zehnmal im Laufe einer Umdrehung des Rohres 14.
Es ist selbstverständlich, daß, wenn die Muffe l6 bereits fest auf dem Rohrabschnitt 18 aufgeschraubt ist, es nur noch von Bedeutung ist, eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Rohrabschnitt l4 und der Muffe l6 herzustellen. Sollte jedoch die Muffe l6 lediglich auf dem Rohrabschnitt 18 lose aufgesetzt sein, dann wird die
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kraftangetriebene Rohrzange 10 eine beidseitige Zusammenschraubung vornehmen. Das heißt, die Rohrzange 10 wird sowohl die Verschraubung zwischen dem Rohrabschnitt l4 und der Muffe 16 herstellen als auch zwischen der Muffe 16 und dem Rohrabschnitt 18. Im Falle einer beidseitigen Verschraubung mgß die Anzahl der Umdrehungen der Rohrverbindungen 16 gleichfalls gemessen werden. Zum Beispiel ist ein unteres Rad 40 vorgesehen, welches auf der Außenfläche der Muffe 16 abrollt, so daß die Rotation der Muffe 16 zu einer Drehung des Rades 40 und eines Verbindungs-Antriebsrades 42, das auf einer gemeinsamen Welle mit dem Rad 40 aufgezogen ist, führt. Eine Mehrzahl von Ansätzen oder Vorsprüngen 44 ist auf dem Antriebsrad 42 zum Einrasten des Betätigungsarmes 45 eines zweiten Mikroschalters 46 vorgesehen. Der Mikroschalter 46 gibt eine Reihe von Zählimpulsen an die Leitung 48 zur Angabe der Rotationsdrehungen der Muffe 16 ab.
Der Ausgang des Dehnungsmeßgeräts 30, der dem Drehmoment entspricht, das die Rohrzange 10 auf den Rohrabschnitt l4 ausübt, wird über Leitungen 50 und 52 gemessen, im Umformer 54 in Spannung umgewandelt, an ein Steigungsumwandlungs-Untersystem 56 übermittelt und daraufhin an den Mikroprozessor 60 weiterübermittelt, welcher einen Mikroprogrammspeicher 62 und einen Direktzugriff speicher 64 enthält.
Die Drehungszählungen des oberen Rohrabschnittes l4 werden über die Leitung 38 an den Mikroprozessor 60 übermittelt und die Drehungszählungender Muffe l6 werden über die Leitung 48 an den Mikroprozessor 60 übermittelt. Ein Rückstellschalter 66 ist vorgesehen, um die Systeme auf Anfangswerte zurückzustellen bevor eine Verschraubung
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beginnt.
Auf einer Bedienungstafel 68 sind verschiedene ¥erte in Abhängigkeit von dem Zusammensehraubungstyp, der verbunden wird;voreinstellbar, vie z.B. bestimmte Größe, Gewicht, Gütestufe und Typ der Rohrverbindung. Zur Einstellung niedriger Drehwerte bzw. Minimaldrehungen und Maximaldrehungen sind Einstellschalter 70, 72 und Jk vorgesehen. Die Schalter 76, 78 und 80 sind vorgesehen für die Eingabe der Werte von Maximaldrehmoment, Minimaldrehmoment und Bezugsdrehmoment. Ferner sind verschiedene manuell betätigbare Schalter, welche in größerer Einzelheit beschrieben werden, wie zum Beispiel ein automatischer Drehungskorrektursehalter 82, ein automatisch-manueller Schalter 84 sowie ein Einzel-Doppelt-Verschraubungsschalter 86 vorgesehen, um die Betriebsart des Systems einzustellen.
Verschiedene Anzeigen sind vorgesehen, um die Bedienungsperson mit blitzschnellen Wertangaben betreffs der Anzahl der Drehungen und des angewendeten Drehmoments während des Verlaufes des VerschraubungsVorganges zu versehen. So liefert die Anzeige 88 eine Angabe der Drehungen des oberen Rohrelementes Ik, die Anzeige 90 eine Angabe der Anzahl der Drehungen des unteren Elementes 16, die Anzeige 92 liefert eine Angabe des von der kraftangetriebenen Rohrzange 10 ausgeübten Drehmomentes und die Anzeige 9h liefert eine Angabe über das von der Rohrzange ausgeübte Maximaldrehmoment· Ein Aufzeichnungsgerät 96t das eine Meßstreifeneinrichtung sein kann, ist zur Erfassung des während der Drehungen angewendeten Drehmomentes und der in das System eingegebenen Werte vorgesehen, um hierdurch eine Aufzeichnung der Zusammenschraubung einer jeden Verbindung zu erstellen.
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Die Ainlaß-Auslaß-Öffnung 98 schafft eine Grenzfläche zwischen dem Prozessor 60 und dem Bedienungsfeld 68 und dem Aufzeichnungsgerät 96. Die Anzeigeleuchten 95 und 97 zeigen an, ob die Verbindung, die gerade hergestellt vird, gut oder mangelhaft ist; eine Hupe 91 und eine Sirene 93 sind vorgesehen, um ein hörbares Signal abzugeben, das andeutet, ob die Verschraubung gut oder mangelhaft ausgefallen ist.
Es ist allgemein bekannt, daß, wenn eine bestimmte Anzahl von Gewindegängen in Eingriff gebracht worden ist und ein bestimmtes Drehmoment angewendet wird, nach korrekter Säuberung und Aufbringen bestimmter Rohrdichtungsmittel, eine Schraubverbindung lecksicher ist. In der Abbildung 2 wird ein Diagramm gezeigt, welches die Drehmomente in Abhängigkeit von für ein bestimmtes Rohr ausgeübten Drehungen veranschaulicht, nämlich für ein 114,30 mm (4 1/2 API-NU), 5,72 kg (12,6 lbs.), Gütestufe J-55 Bohrrohr. Falls das gemessene Drehmoment und die gemessenen Zählungen/das Quadrat 100 am Ende einer Verschraubung fallen, wird die hergestellte Verbindung allgemein als gut betrachtet. Das Quadrat 100 wird durch einen Minimaldrehmomentwert 102, einen Maximaldrehmoment wert 104, eine Minimaldrehanzahl IO6 und eine Maximaldrehanzahl 108 begrenzt. Sollten jedoch das Drehmoment und die Drehmessung bei Beendigung der Verschraubung außerhalb des Quadrates 100 liegen, wird die hergestellte Schraubverbindung als fehlerhaft betrachtet.
Wenn ein Element einer Schraubverbindung verschraubt, d.h. mit einem anderen verbunden wird, wird das Element, z.B. der Rohrabschnitt l4 im Verhältnis zu dem anderen Element, z.B. die Rohrmuffe l6, gedreht. Wenn die zusammenwirkenden Gewinde zwischen Rohrabschnitt Ik und Rohrverbindung 16 beginnen, ineinander zu greifen, dann ist
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ein stärkeres Drehmoment erforderlich, um das Rohr l4 zu drehen. Wenn das aufgewendete Drehmoment einen vorbestimmten Punkt erreicht, wird es als Bezugsdrehmoment 110 bezeichnet und stellt den Ausgangspunkt für den Anfang der Messungen der Drehungszählungen der Rohrdrehungen dar. Wenn eine Schraubverbindung hergestellt wird, bestehen Beziehungen zwischen dem aufgewendeten Drehmoment und der Anzahl der in Eingriff miteinander gebrachten Gewindegänge. Wenn das Aufbringen der Dichtungsmittel vorschriftsmäßig durchgeführt wird, ist das Verhältnis zwischen dem aufgewendeten Drehmoment und den miteinander in Eingriff kommenden Verschraubungsdrehungen voraussehbar, vorausgesetzt, daß die Gewindegänge nicht beschädigt wurden, beginnend mit dem Bezugsdrehmoment 112 bis zur vollständigen Dichtheit, dem Abschluß einer erfolgreichen Verschraubung innerhalb des guten Verbindungsbereichs 100. In der Vergangenheit wurde dieses Verhältnis bis zum Ende des Zusammenschraubungsvorganges nicht berücksichtigt, sondern erst anschließend, ob eine Verbindung gut oder fehlerhaft ausgefallen war. Es galt z.B. als eine mangelhafte Verbindung, wenn das Drehmoment zu groß war und mit unzureichenden Gewindegängen im Eingriff stand oder wenn eine übermäßige Anzahl von Drehungen angewendet wurden.
Falls der Verschraubungsverlauf mit einer Anzeige des Drehmoment/Drehungs-Verhältnisses entlang der Linie vonstatten gehen würde, wäre dies eine ideale Verschraubung und eine gute Verbindung.
Es ist jedoch wünschenswert, daß irgendein voraussehbares Versagen so schnell wie möglich angezeigt wird,
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damit zusätzlicher Schaden an der Muffe l6; an den Rohrabschnitten 14 bzw. 18 nicht angerichtet werden kann. Um ein Beispiel zu zitieren: sollte die Rohrmuffe l6 einen defekten Gewindegang aufweisen, dann könnte eine fortgesetzte Anwendung des Drehmomentes die zusammenwirkenden Gewinde beschädigen. Ein weiterer Nachteil einer fortgesetzten Anwendung des Drehmomentes liegt darin, daß eine übermäßige Beschädigung der Gewinde es sehr schwierig und zeitraubend gestaltet, die defekten Teile voneinander zu lösen, wodurch ein erheblicher Zeitverlust entsteht.
Die vorliegende Erfindung hat als Zielsetzung ein Verfahren und eine Vorrichtung , mit deren Hilfe die Drehungszählung mit dem angewendeten, gemessenen Drehmoment verglichen wird sobald das Bezugsdrehmoment 110 erreicht wird, wobei die Ergebnisse während der fortgesetzten Verschraubung der Schraubverbindung innerhalb gewisser, spezifizierter Parameter liegen müssen. Andernfalls muß der Verschraubungsvorgang unterbrochen werden. Das heißt, die vorliegende Vorrichtung und das vorliegende Verfahren haben als Zielsetzung, das Auftreten einer defekten Verbindung vorauszusagen, ohne den Abschluß des VerschraubungsVorganges abzuwarten.
Der Parameterkontrolltexl dieser Erfindung bezieht sich auf die festgelegten Maximal- und MinimalSteigungen. Während der Verschraubung muß das wirkliche Steigungsverhältnis von Drehmoment/Drehung fortwährend innerhalb der Grenzen bleiben oder es wird vorausgesagt, daß entweder ein mechanisches Problem oder ein Undichtigkeitsproblem auftreten wird.
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In Abbildung 2 ist die maximale, zulässige Steigung Il6 mit "M.max" bezeichnet und entspricht Gleichung 1.
Gleichung 1
Maximaldrehmomenteinst. - Bezugsdrehmomenteinst.
M.max.=
Minimaldrehungseinstellung Gleichung 2
Minimaldrehmomenteinst. - Bezugsdrehmomenteinst. M.min.=
Maximaldrehungseinstellung
Wobei:
Minimaldrehmomenteinsteilung = ein von bestimmten Beanspruchungsberechnungen abgeleiteter Wert ist, der im Betriebsversuch für Jede Bohrrohr-Gütestufe, -typ und -größe überprüft wurde.
Maximaldrehmomenteinstellung = 120 - 200$ der Minimaldrehmoment eins teilung.
Be zugs drehmoment eins t ellung = 10$ Minimaldrehmomenteinstellung (handstramm).
Minimaldrehungseinstellung = ein von bestimmten Beanspruchungsberechnungen abgeleiteter Wert ist, der im Betriebsversuch für jede Bohrrohr-Gütestufe, -typ und -größe überprüft wurde.
Maximaldrehungseinstellung = 120 - 200$ der Minimaldrehungseinstellung.
Niedrige Drehungseinstellung = 25$ der Minimaldrehungseinstellung.
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Es sollte beachtet werden, daß sowohl veränderliche Prozentwerte des Minimaldrehmoments als auch veränderliche Prozentwerte der Minimaldrehungen für die anderen Einstellungspunkte verwendet werden können. Die drei Drehmomenteinstellungen (Bezugsdrehmoment 110, Minimaldrehmoment 102 und Maximaldrehmoment 104) sowie die drei Drehungseinstellungen (niedrige Drehungen 122, Minimaldrehungen 106 und Maximaldrehungen 108) werden durch die Bedienungsperson in digitale Schalter 80, 78, 76, 70, 72 und 74 eingegeben; diese Schalter befinden sich auf dem Bedienungsfeld 68 (Abb. l). Die Einstellwerte werden der Bedienungsperson für jeden Bohrrohrtyp, -gütestufe und -größe vorgegeben. Wenn der Prozessor 60 unter Spannung gesetzt wird, werden die Einstellpunkte in die elektrischen Schaltkreise eingeführt und die Werte von "Μ.min" und "M.max." in den Mikroprogrammspeicher eingespeist.
Wenn die Verschraubung beginnt und die Gewindegänge ineinander greifen, steigt das notwendige Drehmoent an, bis das Beanspruchungs-Meßgerät 30 einen "handstrammen1* Zustand (Bezugsmoment 110) anzeigt.
Wenn der Bezugsdrehmomentpunkt 112 erreicht wird, werden Zählimpulse, die normalerweise 0,1 oder 0,01$ einer Drehung darstellen, in den Prozessor 60 eingegeben; es ist gleicherweise möglich, andere Drehungsfaktoren abhängig von den Zählwertgeber-Mitteln zu verwenden .
Wenn der Impulswert IO6 erreicht wird, der "niedrige" Drehungen darstellt, werden alle Parameterschaltkreise betätigt und zwei Gleichungen berechnet.
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Hohe Annahme (HA) = N (M.max.) + Bezugsdrehmoment Niedrige Annahme (NA) = N (M.min.) - Bezugsdrehmoment Wirklicher ¥ert (WW) = Drehmoment
Wobei:
N = Drehungszahl in 0,1 oder 0,01 Drehungszunahmen (oder andere verwendete Zuwachsraten)
Drehmoment - Gemessenes Drehmoment in mkg
Wenn WW niedriger als HA ist und höher als NA, ist eine gute Verbindung voraussehbar. Sollte jedoch WW sich als höher als HA erweisen, oder niedriger als NA, wird eine mangelhafte Verbindung erwartet.
Es ist möglich, daß, bevor der niedrige Drehungspunkt erreicht ist, gewisse Defekte bestehen. Defekte Gewinde können ein übermäßiges Drehmoment verursachen, bevor wenige Drehungen erreicht werden. Sollte in diesem Falle das Drehmoment 102 vor den niedrigen Drehungszahlen erreicht werden, wird die Verbindung als fehlerhaft vorausgesagt.
Zum besseren Verständnis dieser Erfindung werden nachstehend ein bestimmter Typ und eine bestimmte Gütestufe gewählt, für welche die nachstehenden Einstellungen der Drehmomente und Drehungen zur Herstellung einer lecksicherungen Verbindung ermittelt wurden;
Rohr - h 1/2" API-NU. 5.72 kp (l2.6 lbs.). Gütestufe J - 55 Bohrrohr
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Das Datenbuch zeigt;
Minimale Drehmomenteinst. Minimale Drehungseinst. Bezugsdrehmoment Maximale Drehmomenteinst. Maximale Drehungseinst. Niedrige Drehungseinst.
207,38 Kpm (15OO ft.lbs.) 1,4 Drehungen 20,74 Kpm (150 ft.lbs.) 4l4,75 Kpm (3OOO ft.lbs.) 4,2 Drehungen O,4 Drehungen
Die obenangeführten Einstellungspunkte werden über die Schalter 70, 72, 74, 76 und 80 in das Bedienungsfeld 68 eingegeben.
Der Prozessor 60 wird unter Spannung gesetzt, die Verschraubung beginnt, die Gewinde werden in Eingriff gebracht. Man nehme an, daß das Bezugsmoment 110 erreicht ist und die Zählimpulse beginnen. Wenn die.Drehungszahlen die niedrige Drehungseinstellung 112 (in diesem Falle 0,4 Drehungen) erreicht, ergibt sich ein Drehmoment = 74,66 Kpm (540 ft.lbs.). Dieser Drehmomentwert wird dann elektronisch verglichen:
HA = n(M. max.) + Bezugsdrehmoment
_ η j,Maxim. Drehmomenteinst. - Bezugsdr ehm.
~ ' T Minimale Drehungseinstellung ) ® S3~ N 'drehmoment
n ΐΛΐ*Ν75 - 20.74 . J7~.3OOO - 150 .
= o,4-^^f-J1 «-j + 20,74 [10,4^ TTITj +
= 0,4 (281,44) + 20,74 Γο^4 (2035) + ljöj
= 112,58 + 20,74 |δΪ4 + 150
;· lbs.
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«D
Da das Drehmoment (WW) = 74,66 Kpm (540 ft.lbs.) ist, ist die maximal zulässige Steigung M.max. nicht überstiegen worden.
Vergleiche von WW mit NA
NA = N (M.min.) + Bezugsdrehmoment
_ i.Minim. Drehmoment einst. - Bezugsdrehm. _ ^x.
= 0,4 : : ——~ : τ + Bezugsdreh-
( Maxxmale Drehungseinst. ) °, v ' moment
20,74
= 0,4 (.44,44) + 20,74 = 38,52 Kpm
0,4 1500 - 150 I50
( 4,2
(321) λ
0,4 ft.lbs. ν 150
278
Da WW = 5^0 ist, ist M.min. nicht unterschritten worden.
Die Verschraubung geht einwandfrei innerhalb der maximalen und minimalen Grenzen vonstatten.
Wenn der Drehmomentwert bei 0,4 Drehungen 152,O8Kpm (llOO ft.lbs) wäre, dann würde M.max. II6 überstiegen worden. Wenn der Drehmomentwert bei 0,4 Drehungen 220 ft.lbs. wäre, dann würde M.min 118 überstiegen werden und in beiden Fällen würde dies einen Verbindungsariarm auslösen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ersichtlich, daß, solange sich das Drehmoment innerhalb der Maximum/Minnimumwerte von Ho und 118 bewegt, eine einwandfreie Verbindung erreicht wird.
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Es hat sich jedoch in den früheren Systemen gezeigt, daß während der eigentlichen Verschraubung des Rohrabschnittes Ik mit der Rohrmuffe 16, ein Querschwingen des rotierenden Rohrabschnittes 14 zu einer falschen Drehmomentanzeige während der anfänglichen Verschraubung führte, und daß das Bezugsdrehmoment erreicht wurde, bevor die eigentliche Verschraubung mit den Gewinden stattfand. Es wurde auch festgestellt, daß das Bezugsdrehmoment das irrtümlicherweise überstiegen wurde, in Einklang mit den Querschwingungen unter das Bezugsdrehmoment fiel« Dadurch, daß die Drehungen zu dem gleichen Zeitpunkt gezählt wurden, als das Bezugsdrehmoment überstiegen wurde, wurde ein Fehler beim Messen der Drehungen erzeugt. Eine ausreichende Verschraubung wurde nicht erreicht. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Einrichtung von automatischen Mitteln zur Beseitigung falscher Drehungszählungen. Aus diesem Grunde überwacht der Mikroprozessor 60 die Drehungsexngabesignale und, wenn das gemessene Drehmoment das Bezugsdrehmoment über steigt, gestattet er die Drehungszählungsimpulse zu akzeptieren. Wenn jedoch das gemessene Drehmoment aus irgendwelchen Gründen zu irgendeinem Zeitpunkt unter das Bezugsdrehmoment 110 fällt, bevor das Minimaldrehmoment 102 erreicht wird, werden alle in der Zwischenzeit gezählten Drehungen automatisch im Speicher gelöscht. Wenn das gemessene Drehmoment wiederum das Bezugsdrehmoment 110 übersteigt, werden neue Drehungen gezählt.
Die im Mikroprozessor gespeicherten Kontrollprogramme sind am besten auf den Abbildungen 3A, 3B und JC ersichtlich. Vorteilhaft ist ein Mikroprozessor Modell RCA 1802.
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In Stufe Pl ist die Hauptprogrammkontrolle eingestellt, um eins zu registrieren, in Stufe P2 wird das gesamte System auf den Anfangswert zurückgestellt, in Stufe P3 werden der RAM 62 Mikroprogrammspeicher auf Null und die Arbeitsregister eingestellt. In Stufe P4 werden die Eingabedaten, die in die Handschalter 70, 72, 74, 7< >, 78 und 80 eingegeben sind und das Bezugsdrehmoment, Minimaldrehmoment, Maximaldrehmoment, niedrige Drehungen, Minimaldrehungen und Maximaldrehungen umfassen, empfangen. In Stufe P 5 werden die in Stufe P4 empfangenen Eingabedaten, die in binär kodierter, dezimaler Form vorliegen, in Binärform umgewandelt und daraufhin in Stufe V6 in dem RAM 64 für zukünftige Tests gespeichert .
In Stufe P7 werden alle empfangenen Daten überprüft, um festzustellen, ob sie fehlerhaft sind; sollte dies der Fall sein, schreitet der Prozessor weiter zu den Stufen P8 und P9 und zurück zur Ausgangsposition, wobei eine fehlerhafte Verbindung und damit ein Fehler in den empfangenen Daten angezeigt wird. Andererseits, falls in der Stufe P7 die empfangenen Daten numerisch sind, schreitet der Prozessor weiter zur Stufe PlO, indem er die angezeigten Nummern in den Anz-eigen 88, 90, 92 und 94 löscht und auf Null stellt. In der Stufe Pll wird die automatische überprüfung für die Programmierung vorbereitet. Bie Bedienungsfeld-Eingangsschalter 82, 84 und 86 sind von Hand betätigfoar, um anzuzeigen, ob die automatische Drehungskorrektur-Einrichtung (ATC) angewendet und das Verschrauben im Falle einer Anzeige mit Fehler-Voraussage automatisch beendet oder lediglich ein Alarm auto-manuell ausgelöst werden soll, oder aber anzugeben, ob nicht eine einzelne Schraubverbindung herzustellen ist, beispielsweise eine Schraubverbindung zwischen dem
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Rohrabschnitt l4 und der Rohrmuffe l6, bzw. eine doppelte Schraubverbindung zwischen dem Rohrabschnitt l4, der Rohrmuffe 16 und dem unteren Rohrabschnitt 18 (einfach-doppelt). Die von den Schaltern 82, 84 und 86 empfangene Information wird daraufhin in RAM 6k gespeichert, RAM 64 bestimmt die Verfahrensweise. Die Stufe P3 stellt die Angabe von Anzeigen ein. Wenn die positiven und die negativen Anzeigen abgeschaltet sind, müssen die letzten Drehmoment- sowie Drehungswerte auf den Anzeigen 88, 90, 82 und 94 erscheinen.
In der Stufe Pl4 werden, falls das gemessene Drehmoment höher oder größer ist als das besagte Bezugsdrehmoment, die Einstellungsdrehungen der oberen und der unteren Zähler wirksam gemacht, in der Stufe Pl 5 oder in anderer Weise wird die Anzeige von einwandfreien Drehungen bewirkt.
Wenn das gemessene Drehmoment unterhalb des Bezugsdrehmomentes liegt und der Rückstellungsschalter 66 abgeschaltet ist, wird der Programmablauf wiederholt. Liegt das gemessene Drehmoment unterhalb des Bezugsdrehmomentes und der Rückstellschalter 66 ist angeschaltet, fängt das Programm wieder bei der Stufe Pl an. Falls das gemessene Drehmoment unterhalb des Bezugsdrehmomentes liegt und der Drehkorrekturschalter 82 eingeschaltet ist, werden etwaige gespeicherte, gemessene Drehungen auf Null zurückgestellt. Falls das gemessene Drehmoment größer ist als das Bezugsdrehmoment, spricht die Drehungsspeicherung in Stufe P15 an. Die Stufe Pl6 wird ebenfalls betätigt, um das Aufzeichnungsgerät 96 in Gang zu setzen.
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In den Stufen P17, P18, P20 und P21 werden die binären Drehmoment-Messungen, die binären, oberen Meßwerte, sowie die binären, unteren Meßwerte in binär kodierte Anzeigenmeßwerte umgewandelt und in den Anzeigen 88, 90, 9Z und °Λ angezeigt. In der Stufe P22 wird das gemessene Drehmoment mit dem Maximaleinstellungs-Drehmoment verglichen, um festzustellen, ob das gemessene Drehmoment größer ist als das Maximaldrehmoment; sollte dies zutreffen, wird die Stufe P23 dies mit der Anzeige Jk melden, und in der Stufe P24 werden die oberen und die unteren Zählungen sowie das Aufzeichnungsgerät abgeschaltet.
Die Stufen P25, P26, P27 und P28 bewirken jedes Mal die automatische Korrektur der Drehungszählung, wenn das gemessene Drehmoment geringer als das Bezugsdrehmoment ist, indem die oberen und unteren gemessenen Zählungen nullgesetzt werden.
In den Stufen P29» P30 und P3I wird das Programm auf die Stufe P2 zurückgeführt, falls das gemessene Drehmoment kleiner als das Bezugsdrehmoment sein sollte. Falls jedoch das gemessene Drehmoment höher als das Bezugsdrehmoment sein sollte, schreitet das Programm weiter zur Stufe P33» die mittels des automanuellen Schalters 8k gesteuert wird. Bei Betätigung des Handschalters wird der darauffolgende Test lediglich eine sieht- und hörbare Anzeige für das Bedienungspersonal abgeben, welches daraufhin die Fortsetzung manuell steuert oder die Verschraubung unterbricht. Bei ¥ahl der Automatikstellung wird der darauf folgende Test mit der Verschraubung der Verbindung fortfahren oder in Abhängigkeit von den Prüfungsergeb-
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automatisch unterbrechen.
Die Stufe P3^ vergleicht die gemessenen oberen und unteren Zählungen mit den eingestellten niedrigen Drehungen, um festzustellen, wann der Parameter für niedrige Drehungen erreicht worden ist. Die Stufen P35 und Pkk überprüfen das gemessene Drehmoment sowie gemessene Drehungszählungen, um sicherzustellen, daß sie innerhalb der Kontrollparameter liegen. Sine Fehleranzeige erfolgt im RAM 64, die den Fehler anzeigende Leuchte 97 und die Sirene 93 werden angeschaltet und das Rücklaufventil Zh betätigt, um die Verschraubung der Verbindung bei folgenden Anzeigen zu unterbrechen:
1. Wenn das gemessene Drehmoment weniger als das
Mmin. xf Bezugsdrehmoment ymax. Drehungsanzahl /
2. Wenn das gemessene Drehmoment weniger als das
J Anz.d.gemessen.unter.Drehung.λ -o^„„„a^^^^„nm · JQ .a ' , _. ' I — Bezugsdrehmom. Λ max. Anz.d.unteren Drehungen /
wobei Mmin.= Minimaldrehmoment
3. Wenn das gemessene Drehmoment größer ist als das
μ „i Anz.d. gemessen, ober. Drehung Λ „ ^1. j. Mraax. Xl — ■ I - Bezugsdrehmoment \mui. Anz.d.ober. Drehungen / &
k. Wenn das gemessene Drehmoment größer ist als das
,, „\ Anz . d. gerne s s en. unt. Drehung. l „ -^ Mmax. XV /" Bezugsdrehmoment \min.Anz.d.unter.Drehungen / &
wobei Mmax. = Maximaldrehmoment
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5. Wenn das gemessene Drehmoment größer ist als das Minimaldrehmoment und entweder die oberen Drehungen weniger sind als die niedrigen oberen Drehungen, oder wenn die unteren Drehungen weniger sind als die niedrigen unteren Drehungen.
6. Wenn entweder die unten gemessenen Drehungen größer sind als die maximalen unteren Drehungen oder die gemessenen oberen Drehungen größer sind als die maximalen Drehungen.
7· Wenn das gemessene Drehmoment größer als das Maximaldrehmoment ist.
Andererseits, wenn das gemessene Drehmoment geringer als das Minimaldrehmoment und die Anzahl der oben gemessenen Drehungen geringer ist als die Minimalanzahl der oberen Drehungen und die Anzahl der unteren gemessenen Drehungen geringer als die Minimalanzahl der unteren Drehungen ist, so ist dies eine Anzeige, daß der Verlauf der Zusammenschraubung zufriedenstellend ist, dann wird eine Anzeige"gut"eingestellt und das Programm auf die Stufe Pl 4 zurückgeführt.
Geht man davon aus, daß die Verschraubung der Verbindung zufriedenstellend verläuft und kein Versagen angezeigt wird, wird ein guter Prüfungszustand angezeigt, das grüne Licht 95 und die Hupe °1 werden eingeschaltet und das Rücklaufventil 2k betätigt, um die Verschraubung zu unterbrechen, wenn das gemessene Drehmoment größer als das Minimaldrehmoment ist, beide gemessenen unteren Drehungen größer sind als die minimale Anzahl der unteren Drehungen, und die Anzahl der gemessenen oberen Drehungen größer ist als die der minimalen oberen
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Drehungen. Dem Aufzeichnungsgerät 96 wird ein Druckbefehl erteilt, alle Daten, die sich in den Schaltern 70, 72, 7^» 76, 78 und 80 sowie in den Anzeigen 88, 90, 92 und 9k befinden, aufzuzeichnen und zu speichern.
Aus diesen Gründen ist die vorliegenden Erfindung sehr gut dazu geeignet, diese gestellten Aufgaben zu verwirklichen) auszuführen und die aufgezählten Ziele und Vorteile zu erreichen. Obwohl für den Offenbarungszweck eine gegenwärtig vorgezogene Ausführungsform der Erfindung näher erläutert wurde, ist es für jeden Fachmann selbstverständlich, solche Möglichkeiten für zahlreiche Änderungen in Struktureinzelheiten, in der Bauteilanordnung und in den Verfahrens- und Betriebsmaßnahmen anzugeben bzw. zu erkennen, die unter den Umfang und die Wesensart der Erfindung fallen.
- PATENTANSPRÜCHE - Zh -
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ι ** ·♦
Leerseite

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur Überwachung der Verschraubung von zwei mit Schraubgewinden an den Enden versehenen Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit ihren Gewinden miteinander in Eingriff stehenden Einschraubenden zunächst zusammengeschraubt werden, bis ein vorbestimmtes Bezugsdrehmoment erforderlich wird, um die Einschraubenden mittels ihrer Gewinde weiter miteinander in Eingriff zu bringen, anschließend die Einschraubenden weiter in gegenseitigen Eingriff gebracht werden und die Verschraubung dann unterbrochen wird, wenn das für das weitere Zusammenschrauben der Einschraubenden erforderlich Drehmoment größer ist als:
    x\„ i.««,+^™™+« u,.^oi^^,,^.n 7 + Bezugsdrehmom.
    ein vorbest. Mmax. - Bezugsdrehm. \yοrbestimmte Maximaldrehungen
    wobei Mmax. = Maximaldrehmoment
    oder kleiner ist alst
    N Xl ein vorbest. Mmin. - Bezugsdrehm Λ Bezu«sdrehmom yyorbestimmte Minimaldrehungen / *
    wobei Mmin. das Minimaldrehmoment und N die Anzahl der Versehraubungsdrehungen ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Verschraubung der mit ihren Gewinden miteinander in Eingriff stehenden Einschraubenden Messungen des Drehmomentes vorgenommen werden, das erforderlich ist, eines der Elemente im Verhältnis zu dem zweiten Element zu drehen, bi· ein vorbestimmtes Bezugsdrehmoment erreicht ist, anschließend während der Messung des Drehmomente die Anzahl der Drehungen des einen
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    Elementes gezählt werden,und daß die weitere Verschraubung unterbrochen wird, wenn das für das weitere Zusammenschrauben erforderliche Drehmoment größer ist als :
    „ „fein vorbest. Mmax. - Bezugsdrehm.) „ , ,
    N Xl r τ-· ' : ττ—r—■" ) + Bezugsdrehmom,
    \vorbestimmte Maximaldrehungen J &
    oder kleiner ist als:
    „ -,fein vorbest. Mmin. - Bezugsdrehm.ι „ , ,
    N Xl r τ~· '—: Tr—r—ö /+ Bezugsdrehmom.
    \vorbestimmte Minimaldrehungen / to
    wobei Mmax. das Maximaldrehmoment, Mmin. das Minimaldrehmoment und N die Anzahl der Verschraubungsdrehungen ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß di· festgestellte Anzahl der Drehungen gelöscht wird, falls das gemessene Drehmoment niedriger ausfällt als das Bezugsdrehmoment und die Zählung der Drehungsanzahlen wieder aufgenommen wird, wenn das gemessene Drehmoment dem Bezugsdrehmoment gleicht.
  4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß während der Verschraubung der miteinander in Eingriff stehenden Einschraubenden eine Messung des Drehmoments vorgenommen wird, das erforderlich ist, eines der Elemente im Verhältnis zu dem zweiten zu drehen, bis ein vorbestimmtes Bezugsdrehmoment erreicht ist, anschließend während der Messung der Drehmomentmessung eine Zählung der Drehungen des besagten Elementes stattfindet, und daß die festgestellte und angezeigte Drehungsanzahl gelöscht wird, falls das gemessene Drehmoment niedriger als das Bezugsdrehmoment ausfällt sowie die Zählung der Drehungen auf den Anfangspunkt zurückgestellt wird, wenn das gemessene Drehmoment dem Bezugsdrehmoment gleicht.
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  5. 5· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Mittel zum Drehen eines der Elemente im Verhältnis zu dem zweiten Element, Mittel für die Messung des für die Herstellung der Schraubverbindung erforderlichen Drehmomentes, Mittel für die Messung der Anzahl der Drehungen eines der Elemente im Verhältnis zu dem zweiten Element, einen Prozessor für den Empfang der Drehmoment- und der Drehungsmeßwerte, mit dem Prozessor verbundene Mittel für die Eingabe von Werten niedriger, minimaler und maximaler Drehungen sowie des Bezugsdrehmomentes, Minimaldrehmomentes und Maximaldrehmomentes in den besagten Prozessor, mit dem Prozessor verbundene Mittel zur Anzeige einer bevorstehenden mangelhaften Verschraubung, wenn das für das weitere Zusammenschrauben der Gewinde erforderliche Drehmoment größer ist als ■
    ein vorbest. Mmax. - Bezugsdrehm.j Ώ , , vorbestimmte Minimaldrehungen / e gs re ο
    oder weniger ist als
    „ -,fein vorbest« Mmin, - Bezugsdrehm.l ^ , ,
    N Xl —— : /+ Bezugsdrehmom.
    \vorbestxmmte Maximaldrehungen J 6
    wobei Mmax. gleich Maximaldrehmoment, Mmin. gleich Minimaldrehmoment und N die Anzahl der Versehraubungsdrehungen ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor Mittel aufweist für das Löschen der Anzeige der gezählten Drehungen, falls das gemessene Drehmoment niedriger ausfällt als das Bezugsdrehmoment
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    und für die Wiederaufnahme der Zählung der Drehungen wenn das gemessene Drehmoment dem Bezugsdrehmoment gleicht.
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SU (1) SU1050554A3 (de)
TR (1) TR20466A (de)

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179786A (en) * 1976-08-09 1979-12-25 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
USRE31569E (en) * 1976-08-09 1984-05-01 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
SE412647B (sv) * 1977-10-07 1980-03-10 Atlas Copco Ab Sett och anordning for overvakning och styrning av skruvforbandsatdragning
US4199032A (en) * 1978-02-17 1980-04-22 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus for measuring and controlling a force
US4285112A (en) * 1978-06-02 1981-08-25 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4268944A (en) * 1978-06-02 1981-05-26 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4282640A (en) * 1978-06-02 1981-08-11 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4176436A (en) * 1978-09-12 1979-12-04 Baker International Corporation Method and apparatus for counting turns when making threaded joints
US4210017A (en) * 1978-09-12 1980-07-01 Baker International Corporation Method and apparatus for generating an actual torque signal during the make-up of threaded joints
US4208919A (en) * 1978-09-12 1980-06-24 Baker International Corporation Threaded joint making apparatus having a d.c. power supply
US4365402A (en) * 1978-09-12 1982-12-28 Baker International Corporation Method for counting turns when making threaded joints
US4208775A (en) * 1978-09-12 1980-06-24 Baker International Corporation Method and apparatus for making threaded joints
IN152521B (de) * 1979-03-28 1984-02-04 Calhoun Charles W
GB2148551A (en) * 1979-04-19 1985-05-30 Rockwell International Corp Apparatus for tightening a threaded fastener
US4226014A (en) * 1979-04-19 1980-10-07 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4259775A (en) * 1979-04-19 1981-04-07 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4244095A (en) * 1979-04-19 1981-01-13 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4413396A (en) * 1980-09-02 1983-11-08 Chicago Pneumatic Tool Company Microprocessor control yield point tightening system
US4402052A (en) * 1981-04-10 1983-08-30 Baker International Corporation Apparatus for making threaded joints incorporating a make-up speed controller
US4446745A (en) * 1981-04-10 1984-05-08 Baker International Corporation Apparatus for counting turns when making threaded joints including an increased resolution turns counter
GB2098740A (en) * 1981-05-18 1982-11-24 Ford Motor Co Monitoring threaded joint tightening
FR2542886B1 (fr) * 1983-03-15 1985-08-16 Tecnimatic Procede et dispositif pour serrer des vis ou analogues jusqu'a la limite de deformation elastique
US4552041A (en) * 1983-04-21 1985-11-12 Bilco Tools, Inc. Power tongs control system
GB8326736D0 (en) * 1983-10-06 1983-11-09 Salvesen Drilling Services Analysis of torque applied to joint
US4520681A (en) * 1984-03-19 1985-06-04 Jeff D. Moore Apparatus for measuring torque on a rotating shaft
US4700787A (en) * 1985-10-03 1987-10-20 Buck David A Power tong torque control
US4845998A (en) * 1988-02-01 1989-07-11 Kent-Moore Corporation Apparatus for precision tensioning of threaded fasteners
GB8901918D0 (en) * 1989-01-28 1989-03-15 Franks Casing Crews Uk Limited Control system
US4957002A (en) * 1989-02-27 1990-09-18 Bilco Tools, Inc. Method, system and device for determining quality of assembly of tool parts
SE464960B (sv) * 1990-03-09 1991-07-08 Nobelpharma Ab Vridaatdragare foer benfoerankrings- eller implantatelement/-verktyg
US5131130A (en) * 1990-10-09 1992-07-21 Allen-Bradley Company, Inc. Torque-angle window control for threaded fasteners
US5212862A (en) * 1990-10-09 1993-05-25 Allen-Bradley Company, Inc. Torque-angle window control for threaded fasteners
US5099725A (en) * 1990-10-19 1992-03-31 Franks Casing Crew And Rental Tools, Inc. Torque transfer apparatus
US5321506A (en) * 1991-06-14 1994-06-14 Usx Corporation Automatic screw-on pipe couplings
WO1993006969A2 (en) * 1991-10-11 1993-04-15 Barnes Group Inc. Torque wrench
US5388478A (en) * 1992-09-04 1995-02-14 Barnes Group, Inc. Torque wrench having a rapid traverse adapter and a method for its use
US5186262A (en) * 1991-10-30 1993-02-16 Caterpillar Inc. Powered tool apparatus
CA2134878C (en) * 1992-05-01 2004-01-06 Terry Hall A system for measuring the torque applied to a threaded connection between sections of oilfield pipe
US5402688A (en) * 1993-03-17 1995-04-04 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method and apparatus for determining the tightened condition of a pipe joint
US6536520B1 (en) 2000-04-17 2003-03-25 Weatherford/Lamb, Inc. Top drive casing system
US6742596B2 (en) * 2001-05-17 2004-06-01 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for tubular makeup interlock
US6385837B1 (en) * 1999-04-05 2002-05-14 Central Motor Wheel Co., Ltd. Method and apparatus for fixedly connecting threaded tubes, and recording medium storing control program for practicing or controlling those method and apparatus
US6212763B1 (en) 1999-06-29 2001-04-10 Frederic M. Newman Torque-turn system for a three-element sucker rod joint
US7028585B2 (en) * 1999-11-26 2006-04-18 Weatherford/Lamb, Inc. Wrenching tong
DE60043200D1 (de) * 1999-12-16 2009-12-03 Magna Lastic Devices Inc VERFAHREN UND APPARAT ZUR STENORUNG EINES SCHLAGWERKEZEUGS UND DEREN VERWENDUNG IN EINEM SCHLAGGERäT
US7296623B2 (en) * 2000-04-17 2007-11-20 Weatherford/Lamb, Inc. Methods and apparatus for applying torque and rotation to connections
US7568522B2 (en) * 2001-05-17 2009-08-04 Weatherford/Lamb, Inc. System and method for deflection compensation in power drive system for connection of tubulars
AU2003264601B2 (en) * 2002-11-27 2009-09-24 Weatherford Technology Holdings, Llc Methods and Apparatus for Applying Torque and Rotation to Connections
CA2586317C (en) 2006-04-27 2012-04-03 Weatherford/Lamb, Inc. Torque sub for use with top drive
CA2661394C (en) * 2006-08-24 2012-06-12 Canrig Drilling Technology Ltd. Oilfield tubular torque wrench
WO2008022424A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Canrig Drilling Technology Ltd. Oilfield tubular torque wrench
CN101528420B (zh) * 2006-08-25 2013-01-02 坎里格钻探技术有限公司 用于对管柱进行上扣和卸扣的自动化油田扭矩扳手的方法和设备
WO2008028302A1 (en) 2006-09-08 2008-03-13 Canrig Drilling Technology Ltd. Oilfield tubular spin-in and spin-out detection for making-up and breaking-out tubular strings
EP2288783B1 (de) * 2008-04-25 2016-02-17 Weatherford Technology Holdings, LLC Verfahren zur steuerung eines an eine röhrenförmige verbindung angelegten drehmoments
CA2686660C (en) * 2008-11-28 2018-06-19 Key Energy Services, Inc. Method and system for monitoring the efficiency and health of a hydraulically driven system
CA2686502C (en) 2008-11-28 2017-12-19 Key Energy Services, Inc. Method and system for controlling tongs make-up speed and evaluating and controlling torque at the tongs
US8726743B2 (en) 2011-06-22 2014-05-20 Weatherford/Lamb, Inc. Shoulder yielding detection during tubular makeup
WO2016007583A1 (en) * 2014-07-08 2016-01-14 Premiere, Inc. Multi-stage pressure control dump valve assembly
JP2015221494A (ja) * 2015-09-08 2015-12-10 日東工器株式会社 螺合部材締め付け工具及びカウント装置
US10697260B2 (en) * 2017-02-02 2020-06-30 Cameron International Corporation Tubular rotation detection system and method
US10422450B2 (en) 2017-02-03 2019-09-24 Weatherford Technology Holdings, Llc Autonomous connection evaluation and automated shoulder detection for tubular makeup
US10808474B2 (en) * 2017-10-24 2020-10-20 Weatherford Technology Holdings, Llc Method and system for evaluating tubular makeup
US10844675B2 (en) * 2018-12-21 2020-11-24 Weatherford Technology Holdings, Llc Autonomous connection makeup and evaluation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3368396A (en) * 1964-09-14 1968-02-13 Exxon Production Research Co Assembling pipe strings with leak-tight joints
US3606664A (en) * 1969-04-04 1971-09-21 Exxon Production Research Co Leak-proof threaded connections
US3745820A (en) * 1969-04-04 1973-07-17 Exxon Production Research Co Leak proof threaded connections
US4008773A (en) * 1975-05-19 1977-02-22 Standard Pressed Steel Co. Tightening system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3440869A (en) * 1966-11-04 1969-04-29 Standard Pressed Steel Co Threaded fastener testing apparatus
US3982419A (en) * 1972-05-09 1976-09-28 Standard Pressed Steel Co. Apparatus for and method of determining rotational and linear stiffness
GB1434726A (en) * 1972-05-09 1976-05-05 Standard Pressed Steel Co Apparatus for and method of determining rotational or linear stiffeness
US3962910A (en) * 1973-08-20 1976-06-15 Ingersoll-Rand Company Method and apparatus for fastener tension inspection
US3888116A (en) * 1973-10-11 1975-06-10 Massachusetts Inst Technology Digital torquemeter and the like
US3974685A (en) * 1974-09-19 1976-08-17 Standard Pressed Steel Co. Tightening system and method
US3905427A (en) * 1974-09-20 1975-09-16 Lindel D Kenney Safety valve apparatus for rotary drilling equipment
US3975954A (en) * 1974-11-25 1976-08-24 Process Computer Systems, Inc. Method and apparatus for evaluating torquing operations
US4026369A (en) * 1975-10-06 1977-05-31 Ingersoll-Rand Company Yield torque apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3368396A (en) * 1964-09-14 1968-02-13 Exxon Production Research Co Assembling pipe strings with leak-tight joints
US3606664A (en) * 1969-04-04 1971-09-21 Exxon Production Research Co Leak-proof threaded connections
US3745820A (en) * 1969-04-04 1973-07-17 Exxon Production Research Co Leak proof threaded connections
US4008773A (en) * 1975-05-19 1977-02-22 Standard Pressed Steel Co. Tightening system

Also Published As

Publication number Publication date
NL7803085A (nl) 1978-10-30
AU513791B2 (en) 1981-01-08
ES469038A1 (es) 1979-09-16
AU3463978A (en) 1979-10-04
NO151253B (no) 1984-11-26
MX145991A (es) 1982-04-28
IT1107332B (it) 1985-11-25
IT7867931A0 (it) 1978-04-24
GB1569092A (en) 1980-06-11
DE2817910C2 (de) 1981-11-19
TR20466A (tr) 1981-07-01
GR60307B (en) 1978-05-04
JPS6124154B2 (de) 1986-06-09
US4091451A (en) 1978-05-23
RO80869A (ro) 1983-02-01
CA1107847A (en) 1981-08-25
ATA296778A (de) 1979-12-15
NO151253C (no) 1985-03-06
SU1050554A3 (ru) 1983-10-23
FR2388644B1 (de) 1983-11-18
NO781316L (no) 1978-10-27
IN149810B (de) 1982-04-24
AT357499B (de) 1980-07-10
FR2388644A1 (fr) 1978-11-24
JPS53135099A (en) 1978-11-25
BR7802563A (pt) 1978-11-14

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