DE60313609T2 - Verfahren zur herstellung eines kontinuierlichen pumpengestänges - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft ein vereinfachtes Verfahren einer Vorrichtung zur Herstellung eines kontinuierlichen Pumpengestänges.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei Öl- und Glasquellen verbindet ein "Antriebsstrang" die Pumpe, die sich im Bohrloch befindet, mit dem Antriebssystem, das sich an der Oberfläche befindet. Herkömmliche Antriebsgestänge sind längliche Stahlstangen mit einer Länge von 6,1 bis 9,1 Metern. Überlieferte Antriebsstränge bestehen typischerweise aus einer Folge von herkömmlichen Pumpengestängen mit Verbindungsmechanismen an jedem Ende von jedem herkömmlichen Pumpengestänge, die eine Zwischenverbindung von einem Ende zum anderen der benachbarten Stangen ermöglichen. Im Gegensatz dazu ist ein kontinuierliches Pumpengestänge eine einheitliche Stange, die aus einem kontinuierlichen Stück aus Stahl besteht. Damit hat ein kontinuierliches Pumpengestänge nicht die zahlreichen Verbindungspunkte, die man bei den miteinander verbundenen herkömmlichen Verbindungsstangen findet. Jeder Verbindungspunkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden herkömmlichen Pumpestangen ist eine Quelle einer möglichen Schwachstelle und eines übermäßigen Verschleißes an dem angrenzenden Rohrstück und Gehäuse. Mit einem kontinuierlichen Pumpengestänge können jedoch erhöhte Kosten verbunden sei.
  • Die Länge eines Antriebsstrangs kann von irgendwo von nicht mehr als 152,4 Metern bis nicht weniger als 3048 Metern oder mehr abhängig von der Tiefe der Quelle und der gewünschten Stelle der Pumpe im Bohrloch schwanken. Ein kontinuierliches Pumpengestänge wird typischerweise für den Verkauf auf großen Transportrollen hergestellt und gelagert. Diese Transportrollen haben einen maximalen Durchmesser von etwa 5,8 bis 6,1 Metern, wobei der Durchmesser lediglich 2,7–3,0 Meter betragen kann. (Der gewünschte maximale Durchmesser wird durch Transportfragen eingeschränkt.) Eine volle Rolle kann ein kontinuierliches Pumpengestänge mit Längen von über 1828,8 Metern abhängig vom Durchmesser des Gestänges tragen.
  • Die Eigenschaften des Stahls, der für ein beliebiges Antriebsstrang-Pumpengestänge verwendet wird, ob ein kontinuierliches oder herkömmliches Pumpengestänge, hängt von den Bedingungen der Quelle und des Antriebssystems und Pumpensystems ab, die verwendet werden, um die Quelle zu erzeugen. Das Pumpengestänge wird im Allgemeinen in Güteklassen klassifiziert, die über einen Bereich von Lastbedingungen und/oder Umweltbedingungen wie dem H2S-Gehalt der Quelle geeignet sind. Die Ausführung des kontinuierlichen Pumpengestänges muss so sein, dass das kontinuierliche Pumpengestänge fest genug aufgewickelt werden kann, um satt an der Transportrolle anzuliegen, und dann in der Lage sein, an der Quelle in einen Antriebsstrang begradigt zu werden, ohne auf die gewünschten Eigenschaften für die Last- und Umweltbedingungen der beabsichtigten Anwendung zu verzichten. Das Aufwickeln des kontinuierlichen Pumpengestänges auf Transportrollen verursacht manchmal eine dauerhafte Verformung, wenn das Gestänge auf die Transportrolle gewickelt und dann im Freien für die Anwendung begradigt wird.
  • Das kanadische Patent CA 942 585 für Palynchuk offenbart eines der ursprünglichen Verfahren zur Herstellung eines kontinuierlichen Pumpengestänges. Bei Palynchuk wurde das kontinuierliche Pumpengestänge hergestellt, indem man eine Reihe von Eingangsspulen genommen, die Enden der Spulen miteinander verbunden und die verbundenen Spulen einer Reihe von Behandlungsschritten unterzogen hat. Außerdem wurden die Spulen entlang der gesamten Länge des kontinuierlichen Pumpengestänges von einem runden Querschnitt zu einem ovalen Querschnitt warm bearbeitet. Der ovale Querschnitt macht es möglich, dass das kontinuierliche Pumpengestänge auf die Transportrolle in der Richtung seines geringeren Querschnitts gewickelt wird, wobei das Ausmaß der dauerhaften plastischen Verformung im kontinuierlichen Pumpengestänge verringert wurde. Ein kontinuierliches Pumpengestänge mit einem ovalen Querschnitt wird im Allgemeinen für sich hin- und herbewegende Pumpenanwendungen verwendet.
  • Kräftige Ölquellen werden am häufigsten mit fortschrittlichen Hohlraumpumpen (cavity pumps – "PC-Pumpen") hergestellt. Die PC-Pumpen werden durch einen drehbaren Antrieb angetrieben, wobei sich folglich der Antriebsstrang, der bei diesen Anwendungen verwendet wird, ebenfalls dreht. Ein Pumpengestänge mit einem ovalen Querschnitt ist für Anwendungen mit einem sich drehenden Antriebsstrang auf Grund der exzentrischen Belastungen, auf die man während der Drehung trifft, und der größeren Abnutzung, die entlang des Rohrs verursacht wird, nicht geeignet. Außerdem sind die Auswirkungen der plastischen Verformung auf das Leistungsverhalten des Pumpengestänges bei sich drehenden Antriebssträngen weniger von Interesse, da die Belastungen torsional sind und die sich drehenden Antriebsstränge nicht den zyklischen hohen Druck-/Spannungsbelastungen ausgesetzt sind, die man bei sich hin- und herbewegenden Pumpenanwendungen erfahren hat. Daher wird das kostenintensive kontinuierliche Pumpengestänge mit ovalem Querschnitt wie das, das von Palynchuk offenbart wird, im Allgemeinen nicht für drehbare Antriebsanwendungen verwendet. Ein Pumpengestänge mit rundem Querschnitt und ein kontinuierliches Pumpengestänge sind geeigneter.
  • Stahl, der zur Herstellung eines kontinuierlichen Pumpengestänges verwendet wird, erhält man vom Stahlwerk als Rohspulen. Der Stahl wird vom Stahlwerk so hergestellt, dass er die Vorschriften erfüllt, wie sie vom Hersteller des Pumpengestänges verfügt werden. Stahl, der nach dem ASTM-Standard A576 und ergänzenden Forderungen S7, S8, S11, S12 und S18 hergestellt wird, ist dafür bekannt, ein geeignetes Pumpengestänge für die meisten Öl- und Gasanwendungen zu bilden. Um diese Forderungen zu erfüllen, werden die Eingangsspulen mittels bekannter Verfahren speziell legiert, um eine Güteklasse des Stahls mit geeigneter Härtbarkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Ermüdungsbeständigkeit, Mikro-Reinheit und Schweißbarkeit zu erzeugen.
  • Die Härte und entsprechende Zugfestigkeit der Stahlspulen, die man vom Walzwerk in roher Form erhält, ist jedoch unbeständig, entlang der einzelnen Windungen und von Windung zu Windung äußerst veränderlich und relativ schwach. Da die Zugfestigkeit eine der entscheidendsten Anforderungen für das gesamte Pumpengestänge ist, ist es für die gesamte Länge der Stahlspulen erforderlich, während der Fertigung des kontinuierlichen Pumpengestänges einer Behandlung unterzogen zu werden, um zu gewährleisten, dass die Anforderungen der entscheidenden Zugfestigkeit erfüllt werden und entlang der Länge des kontinuierlichen Pumpengestänges gleichförmig sind. Die von den Stahlwerken durch Praktiken nach dem Stand der Technik erhalte nen Eingangsspulen haben im Allgemeinen eine sehr geringe Härte auf Grund der chemischen Zusammensetzung und der Fertigungsverfahren, die im Stahlwerk verwendet werden.
  • In der Regel muss eine Anzahl der Rohspulen von einem Ende zum anderen miteinander verschmolzen werden, um ein kontinuierliches Pumpengestänge der gewünschten Länge zu bilden. Die Enden werden in der Regel durch Schweißen miteinander verschmolzen, wobei angrenzend an den verschweißten Bereich von Wärme beeinflusste Zonen gebildet werden, die behandelt werden müssen, um Spannungen und eine Nachgiebigkeit abzubauen, die durch das Schweißverfahren verursacht werden. Ohne eine solche Behandlung wären die von Wärme beeinflussten Zonen eine Quelle einer möglichen Schwachstelle, die ein Versagen des kontinuierlichen Pumpengestänges bei der Anwendung verursachen könnte.
  • Verfahren nach dem Stand der Technik behandeln die gesamte Länge des Gestänges mit einer Reihe von Austenitisierungs-, Abschreckungs- und Temperierungs-Behandlungsschritten, die ein endgültiges kontinuierliches Gestänge erzeugen, das eine beständige Härte und Festigkeit hat und außerdem Probleme mindert, die durch das Schweißen in der von Wärme beeinflussten Zone hervorgerufen wurden. Das Gestänge muss begradigt werden, wobei viele dieser Schritte entlang der gesamten Länge des Gestänges angewandt werden müssen. In der Regel sind zwei oder drei aufeinanderfolgende Produktionsstraßen erforderlich, um das kontinuierliche Pumpengestänge allen notwendigen Schritten zu unterziehen, wobei das Gestänge abgewickelt, begradigt, behandelt, wenn es durch jede Straße geführt wird, aufgewickelt, zum Anfang der nächsten Straße überführt, abgewickelt und begradigt wird, um durch die nächste Straße geführt zu werden, usw.
  • Diese Verfahren nach dem Stand der Technik zur Herstellung des kontinuierlichen Pumpengestänges erfordern daher eine umfassende schwere, dauerhafte Ausrüstung und eine große feststehende Anlage, um das Verfahren darin auszuführen. Schritte wie die Umgebungskühlung machen einen langen offenen Raum in der Fertigungsanlage erforderlich, um zu ermöglichen, dass die Länge des Gestänges für eine erforderliche Zeitdauer ausgesetzt wird, wobei einige gegenwärtige Anlagen, in denen die Verfahren nach dem Stand der Technik praktiziert werden, 91,4 Meter lang oder länger sein können. Infolgedessen sind diese Verfahren nach dem Stand der Technik mit erheblichen Investitionskosten verbunden.
  • Jüngste Verfahren haben versucht, diese Investitionskosten zu verringern, indem 12,2 Meter lange Stangen verwendet wurden, die direkt zum Ort der Quelle überführt und dann mit einer "transportablen" Anlage am Ort der Quelle selbst verschweißt werden (siehe Widney et al, CA-P-2 317 291). Solche Verfahren sind nachteilig, da sie an entfernten Stellen äußerst arbeitsintensiv sind.
  • Was benötigt wird, ist ein Verfahren zur Herstellung eines kontinuierlichen Pumpengestänges, das die Anzahl der Behandlungsschritte verringert, die ausgeführt werden müssen, ohne auf wesentliche Eigenschaften zu verzichten, die erforderlich sind, um das Gestänge für Belastungs- und Umgebungsbedingungen geeignet zu machen, wie angegeben wurde. Es wäre auch ein Verfahren vorteilhaft, das verringerte Investitionskosten in die Ausrüstung und Anlagen ermöglicht, wobei dadurch die Kosten gesenkt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung erfüllt die zuvor erwähnten Bedürfnisse der Hersteller von kontinuierlichen Pumpengestängen sowie weitere Bedürfnisse.
  • Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines kontinuierlichen Pumpengestänges bereitgestellt, das die Schritte umfasst:
    • (a) Auswählen mehrerer Eingangsspulen, wobei jede Eingangsspule die selbe gleichförmige Härte hat und jede Eingangsspule zwei freie Enden hat;
    • (b) Verschmelzen der benachbarten freien Enden von benachbarten Eingangsspulen miteinander, um eine kontinuierliche Länge des Gestänges zu bilden, wobei das Verschmelzen Schmelzbereiche und eine von Wärme beeinflusste Zone an jedem Schmelzbereich erzeugt;
    • (c) Behandeln von jeder von Wärme beeinflussten Zone, um Unregelmäßigkeiten zu mindern, die während des Verschmelzens hervorgerufen werden;
    • (d) Wickeln der Ausgangsspulen in eine fertige Spule.
  • Das Verfahren kann alternativ aus den Schritten bestehen:
    • (a) Auswählen einer oder mehrerer Eingangsspulen mit jeweils der selben beständigen Härte, wobei jede Eingangsspule zwei freie Enden hat;
    • (b) Untersuchen der Eingangsspule nach Fehlern;
    • (c) Markieren der Fehler;
    • (d) Entfernen der Fehler, wobei weitere freie Enden in der Eingangsspule erzeugt werden;
    • (e) Verschmelzen benachbarter freier Enden miteinander, um eine kontinuierliche Länge des Gestänges zu bilden, wobei jedes Verschmelzen einen Schmelzbereich und eine von Wärme beeinflusste Zone an jedem Schmelzbereich erzeugt;
    • (f) Behandeln von jeder von Wärme beeinflussten Zone, um Unregelmäßigkeiten zu mindern, die während des Verschmelzens hervorgerufen werden;
    • (g) Wickeln der Ausgangsspulen in eine fertige Spule.
  • Dieses Verfahren beseitigt schwere Ausrüstung und verringert Raum- und Zeitanforderungen, wobei dadurch Investitionskosten verringert und eine überführbare Anlage bereitgestellt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Fertigung eines kontinuierlichen Pumpengestänges, das nach dem Stand der Technik bekannt ist;
  • 2 eine schematische Darstellung des Verfahren der Fertigung entsprechend der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels des Verfahrens der Fertigung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Das Verfahren nach dem Stand der Technik gemäß 1 ist eine Veranschaulichung der Schritte, die mit einem Verfahren nach dem Stand des Technik verbunden sind, wobei der Stahl vom Stahlwerk ausgewählt wird, ohne eine Anforderung einer gleichförmigen Zugfestigkeit entlang und zwischen den Eingangsspulen, die verwendet werden sollen, um das kontinuierliche Pumpengestänge zu erzeugen, vorzugeben. Mit Bezug nun auf 1 gibt es bei diesem Verfahren drei Straßen – Straße 1 (50), Straße 2 (60) und Straße 3 (90).
  • Auf der Straße 1 wird die Stahlspule aus dem Stahlwerk (nicht dargestellt) durch eine Abwickeleinrichtung (52) abgewickelt, dann durch eine Richtmaschine (54) begradigt und danach durch eine erste Abschmelz-Stumpfschweißsektion (56) geführt. Das Schweißen in der ersten Abschmelz-Stumpfschweißsektion (56) wird nur auf die Enden der Stahlwerksspulen angewandt, um ein Ende von einer Spule mit dem Ende der nächsten Spule zu verschmelzen, so dass ein kontinuierliches verlängertes Teil aus Stahl gebildet wird. Nach dem der Stahl durch die Abschmelz-Stumpfschweißsektion geführt wurde, wird er auf eine große Arbeitsrolle (58) über führt, um dort gehalten zu werden, bis die Produktion auf der Straße 2 eingeleitet wird.
  • Auf der Straße 2 (60) wird der Stahl von der Arbeitsrolle (58) abgerollt und zuerst durch eine Wasser-Entzunderungssektion (62) und dann durch eine Wärme-Behandlungssektion (64) geführt. Die Wärme-Behandlungssektion (64) weist eine Induktionsspule (66) zum Austenitisieren des Gestänges, Walzmaschinen (68) zum Walzen, um wenn nötig den Querschnitt des Gestänges zu verringern, eine Abschreckungssektion (70), eine zweite Induktionsspule (72) zum Erwärmen und eine Umgebungs-Kühlsektion (73) und einen Kühlbehälter (74) zum Kühlen auf. Die Absicht der Schritte in der Wärme-Behandlungssektion (64), abgesondert von den Walzmaschinen (68), ist es, zu bewirken, dass der Stahl strukturellen Umwandlungen auf dem atomaren Niveau unterliegt, die die entscheidende gleichförmige Härte und die daraus resultierende Zugfestigkeit erzeugen, die für die spezifischen Belastungs- und Umweltbedingungen im Freien erforderlich sind. Wie man in 1 sehen kann, weist die Wärme-Behandlungssektion (64) selbst eine Reihe von Teilen der schweren Ausrüstung auf und erfordert einen erheblichen Raumanteil. Nachdem der Stahl durch die Wärme-Behandlungssektion (64) geführt wurde, wird der Stahl auf der Straße 2 durch eine Kugelstrahlsektion (76) und eine Wirbelstromsektion (78) zur Fehlererfassung weitergeführt und dann auf eine Rolle für fertige Waren (80) überführt.
  • Auf der Straße 3 (90) wird eine Reihe von abschließenden Schritten durchgeführt, die das Entfernen von Fehlern beinhaltet, die in der Straße 2 identifiziert wurden. Die Straße 3 (90) weist ein Abschmelz-Stumpfschweißgerät (92), eine Mini-Wärme-Behandlungsstation (94) und eine Korrosionsschutz-Beschichtungssektion (96) auf. Nach der Fertigstellung in Straße 3 wird das kontinuierliche Pumpengestänge auf eine Transportrolle (98) für den Transport überführt, wie es vom Kunden verfügt wird.
  • Mit Bezug auf 2 wird nun das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Fertigungsverfahrens nach dieser Erfindung unten beschrieben.
  • Das Verfahren beginnt mit der Auswahl des Materials für die Eingangsspulen (10), wobei dies ein entscheidender Schritt ist. Die Eingangsspulen (10) erhält man vom Stahlwerk in einem warmgewalzten Zustand mit einem gewünschten Durchmesser und einem vorgegebenen Querschnitt wie einem runden Querschnitt. Die Eingangsspule (10) besteht aus einer Zusammensetzung, die dafür bekannt ist, dass sie für Pumpengestänge geeignet ist. Vorzugsweise bestehen die Eingangsspulen (10) aus warmgewalzten Stahl, der als spezielle Stangenqualität gefertigt wird, wie es in ASTM A576 und in ergänzenden Forderungen innerhalb von ASTM A576 – S7, S8, S11, S12 und S18 vorgegeben ist, um die bekannten Anforderungen für Stahl zu erfüllen, der als Pumpengestänge gut arbeiten wird, wobei andere Standards und Bestimmungen, die dafür bekannt sind, geeignetes Pumpengestänge zu erzeugen, ebenfalls verwendet werden könnten. Bei dieser Erfindung weist die Auswahl des Rohmaterials für die Eingangsspulen (10) jedoch eine zusätzliche Anforderung auf- die walzharte Härtbarkeitseigenschaft der Eingangsspulen (10) muss in Längsrichtung und im Querschnitt längs und zwischen den miteinander zu verbindenden Eingangsspulen gleichförmig sein und in einem vorgegebenen Limit innerhalb eines vorgegebenes Bereiches liegen, um eine gleichförmige minimale Zugfestigkeit zu gewährleisten. Dies unterscheidet sich vom Stand der Technik, wo eine gleichförmige Härte und eine entsprechende Zugfestigkeit innerhalb eines vorgegebenen Bereiches oder Limits für die Eingangsspulen (10) nicht vorgegeben sind.
  • Folglich können die Eingangsspulen (10) so ausgewählt werden, dass sie einer Anzahl von Güteklassen gemäß der gegenwärtigen Industriepraxis entsprechen, um vernünftige Produktvariationen bereitzustellen. Die Anzahl der Güteklassen und der entsprechenden Bereiche ist eine Frage der Auswahl abhängig von der Zweckmäßigkeit der Bereitstellung mehrerer Güteklassen (Produktions- und Lagerfragen). Die Wahl der Güteklasse wird von der besonderen Anwendung abhängen, für die der Antriebsstrang verwendet werden soll.
  • Die minimale Zugfestigkeit, die für beliebige vorgegebene Anwendungen erforderlich ist, wird durch die maximalen Belastungsbedingungen geregelt, von denen erwartet wird, dass sie bei Gebrauch auftreten. Da bekannt ist, dass das Aussetzen dem H2S einen Ausfall des Stahl-Pumpengestänges verursacht, wenn die Härte ein bestimm tes Limit überschreitet, stellt ein mögliches Aussetzen dem H2S eine maximale Obergrenze der zulässigen Härte und damit der maximalen Zugfestigkeit des Pumpengestänges bereit, wenn das Pumpengestänge beim Betrieb mit H2S verwendet wird. Kosten, die bei einem Gestänge mit höherer Festigkeit typischerweise steigen, werden ebenfalls in Betracht gezogen.
  • Die für die Eingangsspulen vorgegebene Härte und Zugfestigkeit kann durch das Hinzufügen von bekannten Legierungselementen wie Bor, Chrom oder dergleichen entsprechend bekannten Verfahren erreicht werden. Die Wahl der Legierungselemente und der zu verwendenden Verfahren wird durch die einzelne Stahlwerksanlage und deren Verfahren diktiert, von der die Eingangsspulen stammen. Früher mussten die Stahlwerke, die Eingangsspulen für Verfahren nach dem Stand der Technik erzeugten, diese Betrachtungen bei der Erzeugung der Eingangsspulen nicht aufweisen, da beständige Härte und entsprechende Zugfestigkeit der Eingangsspulen nicht als Anforderungen vorgegeben waren. Natürlich dürfen die ausgewählten Legierungen und die verwendeten Verfahren andere gewünschte Eigenschaften für ein geeignetes Pumpengestänge nicht übermäßig beeinflussen, wie sie vorgegeben sind.
  • Die Härtbarkeit misst die Neigung eines Stahls, in die Tiefe und Breite zu härten. Das Härten des Stahls wird durch rasches Kühlen des Stahls von einer kritischen Temperatur erleichtert. Das Härten wird durch die Hinzufügung von Elementen erreicht, die das Härten unterstützen, wie Kohlenstoff, Mangan, Chrom, Nickel und Bor. Kohlenstoff und Mangan sind auf Grund ihrer Kosteneffektivität üblich. Jüngst entwickelte "mikrolegierte" Stähle verwenden Titan, Vanadium und Columbium in sehr kleinen Mengen. Die Härte gewährleistet die Festigkeit, die ein Schlüssel-Ausführungsparameter bei der Ausführung eines Gestängestrangs ist. Die Materialhärte (Festigkeit) eines kontinuierlichen Pumpengestänges muss eine adäquate Beständigkeit gegenüber auferlegten Spannungen bereitstellen.
  • Die äußerste Zugfestigkeit (ultimate tensile strength – UTS) ist die höchste Belastung, die das Material aushalten wird. UTS ist zur Härte proportional und wird in der gleichen Weise erreicht wie die Härtbarkeit. Die Fließgrenze ist das elastische Limit des Materials. Die Fließgrenze ist eine Eigenschaft der Mikrostruktur des Gestänges, wobei zwei Materialien mit der gleichen UTS, aber einer unterschiedlichen Mikrostruktur eine unterschiedliche Fließgrenze aufweisen können. Das Legieren des Materials wird die Bildung einer Mikrostruktur verbessern, die ein höheres Verhältnis UTS/Fließgrenze aufweisen wird. Mikrolegierungselemente können verwendet werden, um beide Arten der Festigkeit und das Verhältnis zwischen ihnen zu erlangen. Kontinuierliche Pumpengestänge unterliegen relativ hohen Belastungen, wobei daher ein Material mit einer geeignet hohen UTS verwendet werden sollte. Ein Material mit einem höheren Verhältnis UTS/Fließgrenze wird zu einem widerstandsfähigeren Gestänge (in dem Sinn, dass zum Ausfall mehr Energie erforderlich ist) führen und kann bessere Ermüdungseigenschaften aufweisen.
  • Stahl wird mit einer Körnung auf mikroskopischem Niveau hergestellt. Feiner gekörnte Stähle sind widerstandsfähiger und fester als grob gekörnte Stähle. Es gibt eine breite Vielfalt von Verfahren, um Feinkornstähle zur erlangen. Bei dieser Erfindung wurde das Legieren verwendet, um ein Körnungswachstum zu hemmen, obwohl es keine Daten gibt, die erkennen lassen, dass ein solches Verfahren bevorzugt wird. Warmgewalzte Kohlenstoff-Manganstähle, die mit Vanadium bei niedrigeren Walztemperaturen mikrolegiert sind, werden die Körnungsgröße verbessern. Feinere Körnungen werden eine verbesserte Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit bereitstellen und eine geringere Neigung aufweisen, entlang der Körnungsgrenzen zu versagen.
  • Wo Abschmelz-Stumpfschweißen als Teil des gesamten Verfahrens der Herstellung erwartet wird, ist Kohlenstoff eine ungünstige Wahl als Härtungselement auf Grund der Möglichkeit einer Versprödung und Entkohlung während des Abschmelz-Stumpfschweißverfahrens, das zu einer unerwünscht schwachen oder spröden Schweißverbindung führen könnte. Ein mit Vanadium angereicherter Kohlenstoff-Manganstahl wurde daher entsprechend dieser Erfindung getestet. Ein solcher Stahl stellt starke Schweißungen mit gleichförmigeren Eigenschaften gegenüber dem Ausgangsgestänge bereit.
  • Die Ermüdungsbelastung ist die Anwendung einer wiederholten Last über einen längeren Zeitraum, wobei sich die Last gut unter der Zugfestigkeit des Materials befindet. Ermüdungsausfälle sind fortschreitend und beginnen häufig von einem Oberflächenfehler. Nach einer Anzahl von Belastungswechseln kann ein Riss beginnen und sich durch den Querschnitt ausbreiten. Mikrolegierungen, Walzeigenschaften und Wärmebehandlung können die Ermüdungseigenschaften verbessern. Die Hinzufügung von Vanadium kann zu einem Feinkornstahl mit verbesserten Ermüdungseigenschaften führen. Kontinuierliche Pumpengestänge fallen häufig bei Ermüdungsverfahren aus. Eine verbesserte Ermüdungseigenschaft wird daher darauf gerichtet sein, die Nutzungsdauer des Gestänges erhöhen.
  • Unterschiedliche Stähle werden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten korrodieren, wenn sie korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind. Die typische Ölquellenkorrosion findet über Elektro- oder mechanische Mechanismen statt. Es wird außerdem häufig eine Legierung verwendet, um Materialien mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit in der Umgebung des Ölfelds zu erzeugen. Auf Kohlenstoff-Mangan basierender Stahl ist ein Material, das in der Industrie im Allgemeinen als in der Ölfeldumgebung geeignet anerkannt wird. Eine vernünftige Korrosionsbeständigkeit wird die Nutzungsdauer des kontinuierlichen Pumpengestänges erhöhen.
  • Es wurden Tests und Außenversuche mittels eines Kohlenstoff-Manganstahls durchgeführt, der mit Vanadium oder Niob mikrolegiert wurde, das man von Stelco Inc. aus Hamilton, Ontario, Kanada erhält und das als 1,031 Grade X gekennzeichnet ist.
  • Sobald die Eingangsspulen entsprechend den Anforderungen ausgewählt werden, wird der Rest des Verfahrens der bevorzugten Erfindung aktiviert.
  • Mit Bezug wieder auf 2 wird eine Eingangsspule (10), die entsprechend den oben genannten Anforderungen ausgewählt und vom Stahlwerk entgegengenommen wird, in einem Bereitstellungsbereich der Verarbeitungsanlage für eine vorverarbeitende Untersuchung angeordnet. Die Eingangsspule (10) wird visuell nach Oberflächenfehlern und Biegungen untersucht. Wenn festgestellt wird, dass sich diese Fehler außerhalb der Vorgaben befinden, müssen sie für ein anschließendes Heraus schneiden oder eine Nachbearbeitung markiert werden. Wenn die Dichte der Fehler schwerwiegend ist, kann die Eingangsspule (10) vor der Bearbeitung verschrottet werden.
  • Die Eingangsspule (10) wird auf einer Spindel einer Abwickeleinrichtung (12) angeordnet, wobei die Stahl-Versandbänder (nicht dargestellt) entfernt werden. Die Abwickeleinrichtung (12) lagert die Eingangsspule (10) während des Abwickelvorgangs und erleichtert das ordentliche Abwickeln des Rohmaterials ohne Verwickeln und Knicken. Die Abwickeleinrichtung (12) wird verwendet, um die Eingangsspule (10) in einer bekannten Weise abzuwickeln.
  • Nach dem Abwickeln wird das Gestänge durch eine zweiachsige, mit mehreren Walzen versehene Gestänge-Richtmaschine (16) geführt, die einen Kaltrichtvorgang ausführt. Vorzugsweise wird das aufgewickelte Stahlmaterial dynamisch in der vertikalen und horizontalen Achse begradigt, so dass selbst ein Material mit einer relativ hohen Fließgrenze erfolgreich auf einen Industriestandard wie zum Beispiel API 11B (der für eine Messlänge von 30,5 Zentimeter die maximal zulässige Biegung von 1,7 Millimeter oder 3,3 Millimeter der gesamten angezeigten Unrundheit (total indicated runout – TIR) darstellt) begradigt werden kann. Die Richtmaschine (16) wirkt, um in einer bekannten Weise das Gestänge zu begradigen und vorzuschieben, wobei das Gestänge in der entgegengerichteten Richtung zur Biegung des Stahls in seiner aufgewickelten wie entgegengenommenen Form in der Eingangsspule (10) nachgegeben wird. Das richtige Begradigen des Gestänges während der Fertigung verhindert, dass das Gestänge eine "wellige" Form annimmt, nachdem es auf die Transportrolle gewickelt und dann von der Transportrolle gewickelt wird, um im Freien einen Antriebsstrang zu bilden. Obwohl ein welliges Gestänge unter einigen Bedingungen arbeiten wird, wird im Allgemeinen ein gerichtetes Gestänge vom Kunden gefordert und ist ein wünschenswerteres und marktfähigeres Produkt.
  • Beim Verlassen der Richtmaschine (16) wird das Gestänge durch eine Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) geführt. Die Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) weist eine automatische Abschmelz-Stumpfschweißmaschine (21) auf. Jede Eingangsspule (10) wird ein freies Ende am Anfang und am Ende der Spule haben. Zusätzliche freie Enden innerhalb der Eingangsspule (10) werden erzeugt, wenn ein Fehler, der zum Herausschneiden markiert ist, herausgeschnitten wird (wird unten erörtert). Das Herausschneiden wird mittels einer Schere oder eines Schneidbrenners durchgeführt. Die Abschmelz-Stumpfschweißmaschine (21) wird verwendet, um benachbarte freie Enden der Enden der Eingangsspule (14) miteinander zu verschmelzen, um ein kontinuierliches Gestänge zu bilden, ob diese freien Enden benachbarte Enden an jeder Seite eines herausgeschnitten Fehlers oder von benachbarten freien Enden von einer Eingangsspule zur nächsten Eingangsspule in der Folge sind.
  • Das Abschmelz-Stumpfschweißen verschmilzt die freien Enden in der folgenden Weise miteinander. Die benachbarten freien Enden werden in einer axial gegenüberliegenden Weise durch zwei Elektroden mit entgegengesetzter elektrischer Polarität eingespannt. Eine Elektrode ist feststehend, während sich die andere in der axialen Richtung bewegt. Wenn an die Elektroden Spannung angelegt wird, wird das Gestänge der elektrische Leiter eines hohen Stroms. Der elektrische Strom, der durch das Gestänge fließt, wird auf Grund des elektrischen Widerstands des Gestänges in Wärme umgewandelt. Die Enden des Gestänges werden für eine kurze Dauer auf die Schmelztemperatur von Stahl erwärmt, bevor sie unter der Wirkung der beweglichen Elektroden schnell zusammengepresst werden. Der Verschmelzungsprozess der Schweißung erzeugt einen Schmelzbereich und eine von Wärme beeinflusste Zone. Die von Wärme beeinflusste Zone erstreckt sich typischerweise durch den ganzen Schmelzbereich und 2,5 bis 5,1 Zentimeter an jeder Seite des verschmolzenen (verschweißten) Bereiches. Das verschweißte Gestänge wird in der gestauchten Position kurz gehalten, während die von Wärme beeinflusste Zone des verschweißten Bereiches abkühlt. Beim Kühlen werden die Elektroden von den Klemmen gelöst, wobei die von Wärme beeinflusste Zone geschliffen und poliert wird, um die Abmessungsvorgaben der Gestängekörpers zu erfüllen.
  • Nach dem Kühlen muss die von Wärme beeinflusste Zone, die an jede Schweißung angrenzt, behandelt werden, um Fehlerstellen zu mindern, die durch das Abschmelz-Stumpfschweißen hervorgerufen werden. Diese Behandlung erfolgt in der Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20). Die von Wärme beeinflusste Zone wird wieder in die Elektroden der Abschmelz-Stumpfschweißmaschine (21) eingespannt und zur Spannungsentlastung in einer bekannten Weise temperiert. Als ein Beispiel kann die von Wärme beeinflusste Zone auf 560°C erwärmt werden, eine Temperatur gut unter Acl (die Temperatur, bei der das Austenit beginnt, sich während der Erwärmung zu bilden), die für eine Spannungsentlastungszeit von annähernd 30 Sekunden gehalten wird, wobei danach der von Wärme beeinflusste Bereich bei Umgebungsbedingungen in der Luft gekühlt wird. Die Spannungsentlastung gewährleistet, dass der Schweißbereich von Restspannungen befreit ist, die während des Schweißverfahrens hervorgerufen werden. Nachdem das Verfahren zur Spannungsentlastung beendet ist, werden alle Schweißungen nach Rissen und unvollständiger Verschmelzung mittels eines üblichen magnetischen Partikel-Untersuchungsverfahrens untersucht.
  • Nachdem das Abschmelz-Stumpfschweißen der freien Enden beendet ist, wird das verschmolzene Gestänge aus der Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) herausbefördert.
  • Obwohl es nicht bei allen Anwendungen notwendig ist, wird das Gestänge, das die Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) verlässt, vorzugsweise unmittelbar durch eine Kugelstrahl-Vorrichtung (22) mit mehreren Rädern geführt. Die Kugelstrahl-Vorrichtung (22) entfernt das Eisenoxid, das den Stahl bedeckt, und hämmert die äußere Oberfläche des Gestänges mechanisch aus. Pumpengestänge versagen im Allgemeinen bei einer Ermüdungsart eines Ausfalls auf Grund der Verbreitung winziger Oberflächenfehler, besonders Risse. Da sich Risse nur unter Zugbelastung ausbreiten, werden sich die Spitzen der Risse nicht weiter öffnen, wenn eine reine Druckbelastung an der Spitze des Risses verbleibt, wie sie durch das Kugelstrahlen hervorgerufen wird, wobei daher die Lebensdauer des kontinuierlichen Pumpengestänges verlängert und eine verbesserte Ermüdungsbeständigkeit auf Grund der hervorgerufenen Druckbelastung auf die Oberfläche des Gestänges erreicht wird. Genauso kann Walzzunder, der den Stahl überzieht, einen bevorzugten Ort für den Beginn einer Spaltkorrosion bieten, wenn er nicht entfernt wird. Die Spaltkorrosion ist eine örtliche Form von Korrosion, die mit kleinen Volumen einer stagnierenden Ablösung verbunden ist, in diesem Fall Taschen, die durch den lose anhaftenden Walzzunder erzeugt werden. Das Kugelstrahlen entfernt außerdem wirksam den Walzzunder und gewährleistet eine reine Oberfläche, die frei von Bereichen ist, die für eine bevorzugte Korrosion anfällig sind. Es sollte jedoch verständlich sein, dass weitere Verfahren zur Reinigung des Walzzunders und/oder Anordnung der Oberfläche in Kompression bzw. zur Verdichtung der Oberfläche des Gestänges verwendet werden können und dass das Produkt mit verbesserter Rissfestigkeit, das das Kugelstrahlen zur Folge hat, obwohl es ein verbessertes Produkt ist, optional ist.
  • Nach dem Beenden des Kugelstrahl-Vorgangs wird dann die Oberfläche des Gestänges optional mittels eines direkt gekoppelten Wirbelstrom-Fehlerdetektors untersucht. Wenn die Fehler von ausreichender Bedeutung sind, werden sie mit einer Fehler-Markierungsvorrichtung (24) zum Herausschneiden markiert. Alternative bekannte Einrichtungen zur Fehlererfassung sind ebenfalls verfügbar. Die Wirbelstrom-Untersuchung wird jedoch auf Grund der wiederholbaren Ergebnisse und der relativen Einfachheit der Anwendung zur kontinuierlichen Untersuchung bevorzugt.
  • Wenn jeder Fehler markiert und gekennzeichnet ist, dann wird das Gestänge angehalten und zur Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) zurückgeführt. Eine in der Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) angeordnete Schere oder ein Schneidbrenner wird verwendet, um die Fehler herauszuschneiden, wobei zwei neue freie Enden gebildet werden, die miteinander mittels der Abschmelz-Stumpfschweißmaschine (22) in der gleichen Weise verschmolzen werden müssen, in der die freien Enden der Spulen verschmolzen wurden. Die neue Schweißung wird durch die Kugelstrahl-Vorrichtung (22) und den Wirbelstrom-Fehlerdetektor (23) geführt, um erneut untersucht zu werden.
  • Es wird offensichtlich sein, dass das Gestänge kontinuierlich durch die Abwickeleinrichtung (12) und die Richtmaschine (16) laufen und nicht angehalten wird, wenn es das erste Mal durch die Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) geführt wird, es sei denn, man trifft auf ein freies Ende der Eingangsspule (10). Das freie Ende der Eingangsspule (10) wird mit dem benachbarten freien Ende der nächsten Eingangsspule (10) in Reihe verschmolzen, das durch die Abwickeleinrichtung (12) und die Richtmaschine (16) in der gleichen Weise geführt wird, wie die Eingangsspule zuvor. Das Gestänge, das frei durch die Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) gelangt, wird weiter kontinuierlich durch die Kugelstrahl-Vorrichtung (22) und den Wirbelstrom-Fehlerdetektor (23) geführt. Wenn jedoch während der Fehlererfassung durch den Wirbelstrom-Fehlerdetektor ein Fehler zum Herausschneiden markiert wird, dann muss das Verfahren angehalten und das Gestänge zurückgeführt werden, um den Fehler an den Anfang der Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) anzuordnen, wo der Fehler wie oben beschrieben entfernt wird, wobei zwei weitere benachbarte freie Enden gebildet werden, die dann durch die Abschmelz-Stumpfschweißmaschine (20) verschweißt werden müssen, wobei von Wärme beeinflusste Zonen erzeugt werden, die wie oben beschrieben behandelt werden. Danach beginnt das Gestänge wieder kontinuierlich zu laufen, so dass der verschmolzene Bereich und die von Wärme beeinflusste Zone (wo sich die Schweißung befunden hat) durch die Kugelstrahl-Vorrichtung (22) gelangen und selbst nach Fehlern mit dem Wirbelstrom-Fehlerdetektor (23) untersucht werden. Das Zurückführen zur Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) kann wiederholt werden, wenn weitere Fehler im Schmelzbereich und der von Wärme beeinflussten Zone oder irgendwo sonst entlang des Gestänges erfasst werden. Ansonsten wird das Gestänge zur nächsten Sektion geführt.
  • Die Schritte zur Untersuchung nach und zur Markierung von Fehlern und dann dem Zurückführen des Gestänges zur Entfernung dieser Fehler sind, obwohl vorzuziehen, optional.
  • Das Gestänge wird beim Beenden des Verfahrens durch einen auf einem Rad montierten digitalen Absolutwertgeber (25), der auf dem sich bewegenden Gestänge verläuft, oder einer anderen geeigneten Vorrichtung linear genau vermessen. Genaue Längenmessungen gewährleisten, dass die einzelnen Gestängestränge den Anforderungen des Kunden entsprechen und umfangreiche Gestängerollen mit den Gewichtsbeschränkungen beim Transport auf der Straße übereinstimmen.
  • Nach der Messung wird das Gestänge durch ein Bad aus Atmosphärenkorrosionshemmer (26) geführt, der das Rosten des kontinuierlichen Pumpengestänges verhindert, während es im Lager gespeichert wird. Dieser Hemmer wird über das sich bewegende Gestänge gepumpt, wobei die überflüssige Beschichtung vor dem Ver lassen des Beschichtungsgehäuses weggewischt wird. Das beschichtete Gestänge wird dann durch eine Reihe von Walzen geführt, die das Gestänge auf eine Transportrolle (28) in eine fertige Spule (30) zum Speichern im Lager und zum sicheren Versand zum Ort der Quelle wickeln.
  • Die fertige Spule (30) hat ein vorgegebenes Limit oder einen Bereich der Fließgrenze. Die fertige Spule (30) ist für die Verwendung als Antriebsstrang für Rotationspumpenanwendungen geeignet, wo die vorgegebene Fließgrenze ausreichend ist, um die maximalen Belastungsbedingungen zu erfüllen, die man bei der Anwendung erwartet. Die fertige Spule (30) kann auch für die Anwendung bei hin- und herbewegenden Pumpenanwendungen geeignet sein, wo die Ermüdungsbeständigkeit von minimalem Interesse ist.
  • Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, das Zurückführen des Gestänges vor die Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) zu vermeiden, nachdem die Fehleridentifizierung durch den Wirbelstrom-Fehlerdetektor (23) stattfindet, indem eine zusätzliche Abschmelz-Stumpfschweißsektion unmittelbar hinter dem Wirbelstrom-Fehlerdetektor (23) angeordnet wird. In diesem Fall würden die freien Enden der benachbarten Eingangsspulen an der Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) verbunden werden, während das Herausschneiden der Fehler und das Verschmelzen der weiteren freien Enden, die während des Ausschneidevorgangs gebildet werden, in der zweiten Abschmelz-Stumpfschweißsektion stattfinden würde. Bei diesem Ausführungsbeispiel würden die Schmelzbereiche, die in der zweiten Abschmelz-Stumpfschweißsektion gebildet werden, nicht kugelgestrahlt oder selbst nach Fehlern untersucht werden.
  • Bei einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, die Kugelstrahl-Vorrichtung (22) und den Wirbelstrom-Fehlerdetektor (23) vor der Abschmelz-Stumpfschweißsektion (20) anzuordnen. Dies ist in 3 veranschaulicht. Wenn die Schweißungen jedoch auch kugelgestrahlt und untersucht werden sollen (ist vorzuziehen), müsste das Gestänge vor beide Vorgänge zurückgeführt werden, damit die von Wärme beeinflusste Zone der Schweißung diesen Behandlungsschritten unterzogen wird.
  • Es wird anhand der vorherigen Beschreibung deutlich sein, dass die gegenwärtige Erfindung eine Reihe von eindeutigen Vorteilen gegenüber früheren Verfahren zur Herstellung eines kontinuierlichen Pumpengestänges bereitstellt. Das Verfahren der Erfindung unterscheidet sich von früheren Verfahren zur Herstellung eines kontinuierlichen Pumpengestänges, wo die Eingangsspule in Rohform mit schwankender Festigkeit und Härte eintrifft und wo die gewünschte Beschaffenheit in Festigkeit und Härte durch die Reihe von Austenitisierungs-, Abschreckungs- und Temperierungsschritten bereitgestellt wird, die auf das gesamte Gestänge (wie anhand der Straße 2 in 1 beim Verfahren nach dem Stand der Technik demonstriert wird) angewandt wird. Durch das Auswählen der Eingangsspule mit der gewünschten Zugfestigkeit und gleichförmigen Härteeigenschaften müssen keine komplizierten, kostspieligen, und zeitraubenden Schritte auf die Länge des gesamten Gestänges angewandt werden. Stattdessen wird ein begrenzterer Temperierungs- und Kühlprozess auf die von Wärme beeinflusste Zone der Schweißungen für begrenztere Zwecke angewandt. Da die von Wärme beeinflusste Zone auf 2,5 bis 5,1 Zentimeter an jeder Seite von jeder Schweißung begrenzt ist, müssen insgesamt nur wenige 0,3 Meter behandelt werden, im Gegensatz zur gesamten Länge des kontinuierlichen Gestänges, wobei die Behandlungsschritte für die von Wärme beeinflusste Zone relativ einfach und schnell sind. Ebenso gut ist weniger Arbeit pro 0,3 Meter des hergestellten Gestänges erforderlich.
  • Damit ist die Ausrüstung, die erforderlich ist, um dieses Verfahren zu praktizieren, erheblich weniger schwerfällig und feststehend als die, die für frühere Verfahren benötigt wurde. Es ist nur eine Produktionsstraße erforderlich. Es ist nur eine Abschmelz-Stumpfschweißmaschine erforderlich. Es wird nur eine Abwickeleinrichtung und eine Richtmaschine verwendet. Es gibt keine Notwendigkeit für einen langen offenen Luftbereich zur Umgebungskühlung von ercheblichen Längen des Gestänges, wobei damit die erforderliche Länge der Anlage außerordentlich verringert wird. Es gibt keine Notwendigkeit für einen der schweren Ausrüstungsgegenstände, die bei den Austenitisierungs-, Abschreckungs- und Temperierungsschritten verwendet werden.
  • Folglich können die Größe und die Länge der Anlage erheblich verringert werden. Des Weiteren könnte die gesamte Ausrüstung, die erforderlich ist, um das Verfahren zu praktizieren, in einer Anordnung von Sattelaufliegern enthalten sein, die eine Überführung der Ausrüstung ermöglicht, um eine Durchführung des Herstellungsverfahrens an unterschiedlichen Orten, auf Wunsch einschließlich des Gebietes selbst, zuzulassen. Damit könnte die vereinfachte Anlage überführbar, statt in einem permanenten Aufbau feststehend sein. Selbst beim Praktizieren in einem permanenten Aufbau, könnte der Ort der Anlage mit einem relativ geringen Schwierigkeitsgrad überführt werden.
  • Damit gibt es eine erhebliche Verringerung der Investitionskosten, die für die Ausrüstung und Anlagen erforderlich sind, die verwendet werden, um dieses Herstellungsverfahren durchzuführen. Es wird geschätzt, dass die Investitionskosten nicht weniger als 90% niedriger sein könnten als die gegenwärtigen Kosten.
  • Es können unerhebliche Modifikationen an der hier beschriebenen Erfindung vorgenommen werden, ohne von den wesentlichen Eigenschaften der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel ist es nicht notwendig, den ASTM-Standard A576 und einige oder alle seiner ergänzenden Forderungen S7, S8, S11, S12 und S18 aufzuweisen, vorausgesetzt, ein für die Anwendung als Pumpengestänge geeignetes Material wird ausgesucht. Genauso können andere Verfahren zum Schweißen verwendet werden. So können auch andere Verfahren zum Verdichten der Oberfläche und Entfernen des Walzzunders anstelle des Kugelstrahlens verwendet werden, wobei andere Fehlererfassungsverfahren anstelle der Wirbelstrom-Erfassung verwendet werden können. Wie erwähnt wurde, muss es nicht notwendig sein, das Gestänge während des Verfahrens in einigen Fällen zu begradigen, wobei aber ein generelles Begradigen zu einem leistungsfähigeren, marktfähigeren Produkt führt. Ähnlich dazu muss es nicht notwendig sein, das Kugelstrahlen und/oder die Fehlererfassung und die Entfernungsschritte aufzuweisen, wobei beides aber die Qualität des Endproduktes verbessern wird. Obwohl das in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel betrachtete Gestänge einen runden Querschnitt hat, wird es verständlich sein, dass ein anderer Querschnitt für die Eingangsspule vorgegeben sein könnte und vom Stahlwerk mit dem gewünschten Querschnitt eintreffen würde.

Claims (19)

  1. Verfahren zur Herstellung einer kontinuierlichen Pumpengestänge-Spule, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Auswählen mehrerer Eingangsspulen (10), wobei jede Eingangsspule (10) die selbe gleichförmige Härte hat und jede Eingangsspule (10) zwei freie Enden (14) hat; (b) Verschmelzen der benachbarten freien Enden (14) von benachbarten Eingangsspulen (10) miteinander, um eine kontinuierliche Länge des Gestänges zu bilden, wobei das Verschmelzen Schmelzbereiche und eine von Wärme beeinflusste Zone an jedem Schmelzbereich erzeugt; (c) Behandeln von jeder von Wärme beeinflussten Zone, um Unregelmäßigkeiten zu mindern, die während des Verschmelzens hervorgerufen werden; (d) Wickeln der Ausgangsspulen in eine fertige Spule (30).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt zum Entfernen von Walzzunder von der Oberfläche des Gestänges.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt zum Anordnen der Oberfläche des Gestänges in Kompression.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit dem Schritt zum Anordnen der Oberfläche des Gestänges in Kompression.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt zum Entfernen von Walzzunder von der Oberfläche des Gestänges und der Schritt zum Anordnen der Oberfläche des Gestänges in Kompression durch Kugelstrahlen ausgeführt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt des Kugelstrahlens der Oberfläche des kontinuierlichen Gestänges.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Kugelstrahlen nach dem Verschmelzungsschritt stattfindet.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Kugelstrahlen vor dem Verschmelzungsschritt stattfindet.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten zur Untersuchung nach Fehlern und zur Markierung der Fehler zur Entfernung.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Untersuchungs- und Markierungsschritte nach dem Verschmelzungsschritt stattfinden.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Untersuchungs- und Markierungsschritte vor dem Verschmelzungsschritt stattfinden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, ferner mit den Schritten: – Umkehren des Gestänges, um zur Entfernung markierte Fehler an den Anfang des Verschmelzungsschritts anzuordnen; – Herausschneiden der Fehler, wobei weitere benachbarte freie Enden erzeugt werden; – Verschmelzen der weiteren benachbarten freien Enden, um Schmelzbereiche zu bilden; und – Untersuchen der Schmelzbereiche und Markieren der Schmelzbereiche nach Fehlern.
  13. Verfahren nach Anspruch 6, ferner mit den Schritten: – Untersuchen nach Fehlern und Markieren der Fehler zur Entfernung, wobei die Untersuchungs- und Markierungsschritte nach dem Verschmelzungsschritt stattfinden; – Umkehren des Gestänges, um zur Entfernung markierte Fehler an den Anfang des Verschmelzungsschritts anzuordnen; – Entfernen der Fehler, wobei weitere benachbarte freie Enden erzeugt werden; – Verschmelzen der weiteren benachbarten freien Enden, um Schmelzbereiche zu bilden; und dann – Kugelstrahlen und Fehleruntersuchung der Schmelzbereiche.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem Schritt zum Entfernen der Fehler, wobei weitere freie Enden in der Eingangsspule (10) erzeugt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt zur Untersuchung des Gestänges nach Fehlern eine visuelle Untersuchung der Eingangsspule (10) ist und das Markieren der Fehler aufweist.
  16. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt zur Untersuchung des Gestänges nach Fehlern durch eine Wirbelstrom-Fehleruntersuchung entlang der Länge des Gestänges stattfindet und das Markieren der Fehler aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt zur Untersuchung des Gestänges nach Fehlern eine visuelle Untersuchung der Eingangsspule (10) ist und durch Wirbelstrom-Fehleruntersuchung entlang der Länge des Gestänges stattfindet und das Markieren der Fehler aufweist.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt zum Beschichten der Oberfläche der Eingangsspule (10) mit einem Korrosionshemmer.
  19. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt zur Begradigung der Eingangsspule (10).
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