NO800862L - Fremgangsmaate og apparat for maaling av sammensettingen av en gjenget forbindelse - Google Patents

Description

Det er velkjent at det er nødvendig å tilføre

et forutbestemt torsjonsmoment sammen méd forbindelsen av et spesielt antall gjenger, når en setter sammen en gjenget forbindelse bestående av to elementer som har sammenpassede gjenger for å oppnå en lekkasjefri forbindelse. US patentene nr. 3.368.396, 3.6(36.664, 3.745.820 viser apparater for måling av torsjonsmomentet.og telling av antall omdreininger for å indikere om en har en "dårlig forbindelse" eller en "god forbindelse". US patent nr. 4.091.451 viser at målingen av torsjonsmomentet og dreiingen må forbli innen-

for spesifiserte grenser eller den gjengede forbindelsen blir brutt. Enda en annen tidligere kjent anordning opptegner økningene i en omdreining i form av like merker og en analog opptegning av torsjonsmomentoppbygningen, som kan bli studert kun etter sammensetningen, blir utført for å bestemme tilstanden av sammensetningen.

Abnormale tilstander kan imidlertid være tilstede i løpet av sammensetningen og. disse blir da ikke repe-tert ved tidligere kjente anordninger og disse tilstandene kan imidlertid føre til mekaniske ødeleggelser i den gjengede sammensetningen. Foreliggende oppfinnelse er rettet mot notering av enhver irregularitet i torsjonsmomentet/dreiings-forholdet i løpet av sammensetningen slik at operatøren kan avbryte operasjonen hurtig før ødeleggelser forekommer.

I tillegg har en sett at når en løser opp den gjengede forbindelsen, øker det målte torsjonsmomentet ved berøring av tilpasningsskuldrene som gir virkningen av en feilaktig torsjonsmomentmåling så vel som en unøyaktig defi-nering av slutten av sammensetningen. Foreliggende oppfinnelse overkommer disse problemene ved å redusere sammensetningshastigheten til en forutbestemt torsjonsmomentverdi.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en fremgangsmåte og et apparat for måling av sammensetningen av en gjenget forbindelse av to elementer som har sampassede gjenger ved å overvåke sammensetningen etter som den skrider frem og samtidig opptegning av torsjonsmomént/dreiingsfor-holdet i et x-y-koordinatsystem i grafisk form som derved gir operatøren mulighet til visuelt å detektere enhver abnormalitet som forekommer og å stoppe den videre sammensetningen av den gjengede forbindelsen.

En annen hensikt ved foreliggende oppfinnelse

er å frembringe en foropptegning på x-y-koordinatfremvis-ningsånordningen av parameterverdien til den maksimale og minimale dreiingen, og referanse av minimum og maksimum torsjonsmomentet for sammenligning med den grafiske fremvisningen av målte torsjonsmoment og målte omdreiinger.

En ytterligere hensikt méd foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte og et apparat for å redusere sammensetningshastigheten av de gjengede elementene når målt torsjonsmoment overskrider en forutbestemt vérdi.

Enda en ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse er fremgangsmåten til og apparatet for måling av sammensetningen av en gjenget forbindelse av to elemen-

ter som har tilpassede gjenger ved å pø forhånd opptegne på

en x-y-koordinatfremvisningsanordning verdien av minimum og maksimum omdreiningen og referansen for minimum og maksimum torsjonsmomentet for sammensetningsforbindelsen, gjengbar sammensetning av de sampassede gjengene mens en samtidig måler det nødvendige torsjonsmomentet for å dreie et av elementene relativt til det andre elementet, samtidig som en teller antall omdreininger til et element relativt til det annet element, og samtidig opptegning av målt torsjonsmoment og målt omdreining på x-y-koordinatfremvisnings-anordningen relativt til på forhånd opptegnede verdier av torsjonsmomentet og omdreiningen for å bestemme om det er

en abnormal tilstand éller ikke i sammensetningen i løpet av sammensetningen, og stopping av den gjengede sammensetningen i tilfelle av at den grafiske fremvisningsanordningen indikerer at det er en abnormalitet tilstede.

En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse

er å kunne benytte torsjonsmomentmålingsenheten uavhengig av opptegnings/kontrollenheten for torsjonsmomentmålingsapparatet.

Andre og ytterligere hensikter, trekk og fordeler vil gå tydelig frem av følgende beskrivelse av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen med henvisning til

tegningene, hvor:

Figur 1 viser et blokkdiagram av den foretrukne utførelsesformen, Figur 2 viser forholdet mellom tors.jonsmomentet og omdreiningen ved sammensetning av en gjenget forbindelse, Figur 3 viser.et elektrisk skjema av hovedbehandlingsenheten, Figur 4 viser et elektrisk skjema av hovedbehandlingsenheten, Figur 5 viser et elektrisk skjema av den automa-__. tiske ppptegningsmekanismen til hovedbehandlingsenheten, og Figur 6 viser opptegningen gjort av den automatiske opptegningsinnr.etningen i figur 5 og omfatter flere målekurver.

Foreliggende oppfinnelse kan bli benyttet til å forbinde alle elementer som er forbundet sammen ved hjelp av tilpassede gjenger, for enkelhetens skyld vil imidlertid en kun beskrive oppfinnelsen i forbindelse med skjøtingen av en lengde av et rør slik som rør eller omhyllinger benyttet i forbindelse med boring av oljebrønner.

Figur 1 viser en rørtang med henvisningstallet 10, som innbefatter et dreibart kjeveelemeht 12 for griping og dreining av en borerørstrengseksjon, slik som røret 14. Den nedre enden av røret 14 er vist gjenget inn i en rørkop-ling 16. En tangdrivkraft 20, slik som en hydraulisk motor er forbundet med det dreibare kjeveelementet 12 ved en driv-mekanisme (ikke vist) på en vanlig måte. En forsynings-ledning 22 utført med en ventil 24 er forbundet med den hydrauliske motoren 20 for tilføring av påvirkningskraft til motoren 24. Et energiseringsrele 26 påvirker ventilen 24. Ethvert egnet apparat for måling av torsjonsmomentet utøvd av dreiekjeveelementet 12 på borerøret 14 kan bli benyttet. En elektrisk strekkmåler 30 kan være innbefattet i en støtte-ledning 33 forbundet med krafttangen 10 som gir et elektrisk signal som indikasjon på torsjonsmomentet utøvd av dreiekjeveelementet 12, hvis torsjonsmoment er proporsjonalt med strekket i støtteledningen 33.

Egnede innretninger er anordnet for. måling av dreiningen av dreiekjeveelementet 12 og de til rørseksjonen 14. Dreiekjeveelementet 14 kan f.eks. være utført med et

antall ører 32 som på sin side påvirker en mikrobryter 34

som har en påvirkningsarm 36 slik at utdragningene 32 vil i tur og orden forbinde påvirkningsarmen 36 med en øyeblikkelig lukkende mikrobryter 34 når det dreibare kjeveelementet 12 blir drevet av motoren 20. Resultatet er at en rekke pulser eller tellinger vil bli overført gjennom ledningen 38. Den gjengede sammensetningen av rørseksjonen 14 relativt til koplingen 16 kan derfor bli målt ved å telle antall bryter-lukninger når røret 14 dreies. Det ovenfor beskrevne apparat for måling av torsjonsmomentet og måling av omdreiningene er i alminnelighet vanlig.

Det er i alminnelighet kjent at når to rør-lengder forbindes ved gjenget forbindelse for å gi en lekkasjefri forbindelse er det nødvendig å forbinde et forutbestemt antall gjenger og å tilføre et forutbestemt torsjonsmoment. Disse verdiene blir i alminnelighet henvist til som "minimums-omdreininger" og "minimumstorsjonsmoment". Også i løpet av sammensetningen av røret møter en visse betingelser som er indikasjoner på ødelagte gjenger. F.eks. kan gjengene være avslitt, og overskridende omdreininger kan bli foretatt uten å oppnå den minimale torsjonsmomentverdien og det kan bli henvist til som "maksimale omdreininger". Et annet eksempel er at et svært høyt torsjonsmoment kan bli tilført før det minimale omdreiningstallet har blitt nådd, hvor dette indikerer at gjengene er skamfilt og dette torsjonsmomentet er henvist til som "maksimalt torsjonsmoment"..Emperiske verdier for minimale omdreininger, minimalt torsjonsmoment, maksimale omdreininger og maksimalt torsjonsmoment er til-gjengelig for hver vekt og grad av rør som ér benyttet ved boringen av oljebrønner. Figur 2 viser kurver over torsjonsmomentet i forhold til omdreininger, f.eks. for en klasse rør. Dersom målt torsjonsmoment og målte omdreininger faller innenfor kvadratet 100 ved slutten av sammensetningen, så blir forbindelsen vanligvis betraktet som en god forbin- deise. Kvadratet 100 er avgrenset av et minimumstorsjonsmoment 102, og et maksimumstorsjonsmoment 104, en minimums-omdreining 106 og en maksimumsomdreining 108. Dersom torsjonsmomentet og omdreiningsmålingen faller utenfor kvadratet 100 ved slutten av sammensetningen, så blir den.gjengede forbindelse betraktet som en dårlig forbindelse.

Når et element til en gjenget forbindelse er blitt satt sammen, dvs. forbindelsen av et element slik som en rørseksjon 14, blir det dreiet relativt til det andre elementet som er f.eks. en kopling 16. Når de samvirkende gjengene mellom rørseksjonen 14 og koplingen 16 er forbundet, blir mer torsjonsmoment krevd for å dreie røret 14. Når det tilførte torsjonsmomentet når et forutbestemt punkt, blir dette kallet "referanse-torsjonsmomentet" 110 og det er opp-star tingspunktet for begynnelsen av målingen av bmdreinings-tallet for dreiningen av røret.

I det siste har det blitt gitt betraktninger av torsjonsmomentet/omdreiningsforholdet ved slutten av sammensetningen eller som i US patent nr. 4.091.451 hvor det er blitt beskrevet at en behandling skal være god eller dårlig dersom sammensetningen foregår mellom disse grenser.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot anvendelsen av målt torsjonsmoment og målte omdreininger for samtidig å opptegne et torsjonsmoment/omdreiningsforhold på en x-y-koordinatf remvisningsinnretning for å tillate operatøren å sammenligne kurven med torsjonsmoment og omdreiningspara-metrene for den spesielle sammensetningen og å kontrollere ytterligere sammensetninger på basis av den visuelle under-søkelsen. Som beskrevet tidligere kan det være flere betingelser tilstede i løpet av sammensetningen som ville indikere ødelagte eller skadede gjenger. På figur 2 viser torsjonsmoment/omdreiningskurven A og B to slike skadede sammensetninger. På kurve A blir det maksimale torsjonsmoment 104 nådd før minimumsomdreiningen 106 er nådd og indikerer derfor skamfilte gjenger, og kurven B når den maksimale omdreining 108 før det minimale torsjonsmoment 102 er nådd og indikerer derfor avslitte gjenger. Kurvene C og D viser gode sammensetninger siden minimumsomdreiningen 106 og minimumstorsjonsmomentet 102 er blitt nådd før en har møtt enten maksimumstorsjonsmomentet 104 eller maksimumsomdreiningen 108. Operatøren kan overvåke utviklingen av kurvene A, B,

C og D og ville se at kurvene A og B går mot en dårlig sammensetning før deres endepunkt og ville derfor kunne avbryte sammensetningen før de nådde endepunktet. Ved å benytte foreliggende oppfinnelse ér det dessuten mulig at en abnormalitet kunne eksistere i midten av den gjengede forbindelsen, slik som en ødelagt gjenge som ville svekke forbindelsen, men enda ville kunne møte endekravet for en god forbindelse. Foreliggende fremgangsmåte og apparat overkommer dette problemet fordi at operatøren kan visuelt observere at den målte torsjonsmoment/omdreiningskurven er abnormal, som f.eks. ved at torsjonsmomentet vil kunne plutselig.øke eller omdreiningstallet ville stoppe eller en uvanlig forandring ville tilsynekomme på .kurvediagrammet. Foreliggende oppfinnelse frembringer derfor en tidsmessig, nøyaktig og permanent opptegning av sammensetningen av enhver forbindelse. Med den grafiske fremvisningen av eksakt hva som hender ved torsjonsmoment/omdreiningsforholdet blir det oppnådd en øyeblikkelig vurdering av forholdet. Operatøren som benytter kurvefremstillingen kan se hva som hender og kan foreta en nøyaktig utlegning av hvor kurvene går ved et svært lavt nivå med torsjonsmoment, så vel som andre abnormale endringer i retningen av.kurven.

Under henvisning til figurene 1 og 3 er fjern-behandlingsenheten 40 lettest å se, som i alminnelighet er plassert tilliggende krafttangen 10 for observasjon av tang-operatøren. Den elektriske strekkmåleren 30 består fortrinnså vis av fire faststoff-halvledermålere, slik som silikon, utformet i en rettstående bro og forbundet med enheten 40. En spenning blir tilført, slik som fra batteriet 42 gjennom en spenningsregulator 44, for å frembringe et inngangssignal til Wheatstone-broen 30 over terminalene 11 og 13 og gjennom hovedbryteren 46. Utgangen fra Wheatstone-broen 30 blir. tilført terminalene 15 og 17. Når torsjonsmomentet således blir utøvd av dreiekjeveelementet 12 på borerøret 14, blir en spenning frembragt i Wheatstone-broen 30 mellom terminalene

17 og 15, som er proporsjonal med torsjonsmomentet. Utgangssignalet fra broen 30 blir tilført over et potensiometer 48 som har en nullstillingsarm 50 som er justert til å frembringe et nullutgangssignal med ingen belastning tilført av krafttangen 10. Utgangssignalet fra potensiometeret 48 flyter gjennom en dobbelbryter 52 som har operasjohskontakter 54 og prøvekontakter 56. Når bryteren 52 blir plassert i

prøveposisjonen, flyter en testspenning fra spenningsregu-latoren 44 gjennom en motstand 58 og potensiometeret 60. Potensiometeret 60 blir kalibrert før enheten blir benyttet til å frembringe et forutbestemt spenningsutgangssignal likt med en spesifisert last.på strekkmåleren 30, f.eks. 900 kg. Dette gir en prøvespenning over motstanden 58 når bryteren 52 er i prøveposisjon på kontaktene 56 for sikring av at

enheten 40 er operativ. Utgangssignalet over bryterne 52 er en spenning som er lik en forutbestemt last og er en maling av spenningen. Siden enheten skal måle torsjonsmomentet, blir utgangssignalet til bryterne 52 tilført over et annet potensiometer 62 som er justert i samsvar med lengden til tangarmen. Dersom tangarmlengden er f.eks.

30 cm og motstanden 58, i prøvestilling, har en utgang lik 900 kg, blir armpotensiometeret 62 justert til å gi en

276 mkg torsjonsmoment avlesning på en måler 64. På den andre siden, dersom torsjonsarmen er 61 cm, blir potensiometeret 62 justert inntil.en avleser 552 mkg på måleren 64. Potensiometeret 62 tillater derfor enheten til å bli justert i området som skal bli kalibrert med riktig torsjons-momentarmlengde benyttet i krafttangen 10. En hensikt med potensiometeret 62 er derfor å frembringe en justering korresponderende med torsjonsmomentarmen til tangen. Et annet trekk med prøvebryteren 52 og potensiometeret 62 er å frembringe en prøve for den elektroniske kretsen i enheten 40. Med potensiometeret 62 dreiet hele tiden er dens

innstilling tilsvarende med en 152,4 cm torsjonsmomentarm eller en 12,7 cm torsjonsmomentarm. Med prøvebryteren 52 i prøveposisjonen på kontaktene 56 og potensiometeret 62

i 152,4 cm torsjonsmomentarmposisjon, skulle måleren 64

•vise 1380 mkg. Ved å benytte denne prøven før benyttelsen

av apparatet, kan elektronikken bli lett kontrollert.

Utgangen fra potensiometeret 62 blir forbundet med en områdebryter 66 som kan bli koplet til en lavere-liggende områdekontakt 68 eller en høyereliggende områdekontakt 70 som er forbundet med egnet motstandsnettverk for å frembringe forskjellige avlesningsskalaer på måleren 64. Fire integrerte kretser 72, 74, 76 og 78 er benyttet for å isolere måleren 64 og å gi torsjonsmomentmålingsutgangs-signaler 80 og 82 som blir overført til hovedbehandlingsenheten 84. Terminalene 86 og 88 kan bli forbundet med en batterilader for å lade batterier 42.

Omdreiningstallet for mikrobryteren 34 kommer inn i den fjerntliggende enhet 40 ved hjelp av en.linje 38 for å motta visse antall av omdreiningsøkninger, f.eks.

100 tellinger pr. omdreining. Utgangen fra linjen 38 blir sendt til hovedenheten 84.

I tillegg innbefatter fjernenheten 40 lysene 111 og 112 som blir påvirket av hovedbehandlingsenheten 84 for å indikere for tangoperatøren om den gjengede forbindelsen er god eller dårlig. Lysene 111 og 112 kan bli påvirket enten automatisk av enheten 84 eller manuelt av operatøren, dette vil forøvrig bli nærmere beskrevet senere.

Fjernenheten 40 kan bli benyttet, uavhengig til å måle torsjonsmoment for andre anvendelsen, da den analoge kretsen har visse fordeler overfor den digitale torsjons-momentmålekretsen beskrevet i .US patentsøknad nr. 878.643 ved at den krever mindre effekt, er billigere og bruken av halvlederstrekkmålere gir større forsterkning og følgelig eliminering av forsterknings- og radiofrekvensforstyrreiser.

Under henvisning til figurene 1 og 4 er det elektriske skjemaet til hovedbehandlingsenheten 84 i alminnelighet betegnet med henvisningstallet 120 vist. Torsjons-momentmålingssignalet fra linjene 80 og 82 fra enheten 40 (figur 3) er kombinert med differensialforsterkeren 122 og sendt til kontakten 124 til bryteren 130 og også til ene siden til en referansetorsjonsmomentkomparator 132, ene siden til en minimumstorsjonsmomentkomparator 134, og en side til en maksimal torsjonsmomentkomparator 136. Når bryteren 130 er på kontakten 124, blir den innkommende torsjonsmomentmålingen også sendt til det digitale voltmeter 138 og til operasjonskontakten 142a til bryteren 140a. Med 140a i operasjonsp<p>sisjonen, blir den innkommende torsjonsmomentmålingen også sendt til x-koordinatinngangen 144 til en vanlig x-y-koordinatfremvisningsopptegner 150, som gjør at skrivepennen 151 bøyer mot vertikal retning proporsjonalt med størrelsen til det innkommende torsjons-momentmålesignalet.

Omdreiningstellesignalet, som er sammensatt av en rekke målingspulser, kommer inn på den innkommende linjen 38 til den digitale tellefremvisningsinnretningen 152bg til en digital analog omformer 154 som er sperret, fra å produsere et utgangssignal så lenge som kontakten 156 er lukket. Kontakten 156 vil åpne, som vil bli nærmere forklart senere, så ofte som torsjonsmomentmålingen overskrider referansetorsjonsmomentet. Når kontakten 156 åpner og omformeren 154 blir påvirket, vil målte omdrei-ningssignaler bli overført til ene siden av en minimums-omdreiningskomparator 162 og til ene siden av en maksimal omdreiningskomparator 164. Omdreiningsmålesignalene. blir også sendt til operasjonskontakten 142b til bryteren 140b. Bryterne 140a og 140b er mekanisk innbyrdes låst. Med bryteren 140b i operasjonsstillingen, blir omdreiningstellesignalet overført til y-inngangen 166 til x-y-koordinatopptegneren 150, som gjør at skrivepennen 151 beveges horisontalt proporsjonalt méd det innkommende omdreiningså signalet, bet skal bemerkes at torsjonsmomentmålingen derfor vil forårsake vertikal bevegelse av pennen 151, mens de innkommende signalene forårsaket av omdreiningen gir horisontal bevegelse av pennen 151. Dette gir en bane eller opptegning som ville være tors jonsmornent/omdreiningsforholdet i løpet av gjengede forbindelser av røret 14 med koplingen 16 slik som kurvene A, B, C og D vist på figur 2.

Det er imidlertid ønskelig at før den virkelige målingen av en rørsammensetning at en kurve skulle bli frembragt på x-y-skriveren 150 som ville opptegne referanse-torsjonsmomentet 110, minimumstorsjonsmomentet 102, maksimumstorsjonsmomentet 104, minimumsbmdreiningene 106 og mksimumsomdreiningene 108 slik som de vist på kurven på figur 2 for å muliggjøre operatøren å visuelt overvåke den virkelige fremskridningen av en gjenget forbindelse av et rør for å bestemme om eller ikke det foreligger en ab-.normalitet oppstått i løpet av sammensetningen og/eller

for å lett se om sammensetningen blir en god eller dårlig sammensetning. Derfor er det ønskelig at x-y-skriveren

på forhånd opptegner en kurve slik som vist. på figur 6 med linjene 103, 104, 106, 102, i08, .110 og 113 som er lignende de vist på figur 2. Ved hjelp av en slik opptegning skal det bemerkes at hver gang den målte torsjons/omdreinings-kurven krysser linjen 104 eller 108, blir forbindelsen klassifisert som defekt, mens derimot hver gang kurven krysser linjene 106 og 102, blir forbindelsen klassifisert som en god forbindelse. En fagmann på området kan der-

for visuelt servere torsjons/omdreiningskurven som blir opptegnet i løpet av sammensetningen og å bestemme før avsluttet sammensetning om forbindelsen vil bli dårlig og i det tilfellet kan gi beskjed til tangoperatøren og avslutte sammensetningen. Dersom torsjons/omdreiningskurven fortsetter mot linjen 106 eller 102 på en riktig måte,

blir ingen slik alarm sendt til en tangoperatør og sammensetningen blir tillatt å fortsette.

For å frembringe en kurve lignende den vist på figur 6, er det nødvendig å samle og lagre programmerte verdier med maksimal torsjonsmoment, minimalt torsjonsmoment, referansetorsjonsmoment, maksimale omdreininger<p>g minimale omdreininger for at den spesielle forbindelsen skal bli satt sammen.

På figurene 1 og 4 er vist en måte på å lagre ønskede verdier hvor potensiometerne 170, 172, og 174 er anordnet for å lagre analog informasjon om henholdsvis minimumstorsjonsmoment, maksimumstorsjonsmoment og referansetorsjonsmoment. Dreiebryteren 176 og 178 er anordnet for

å lagre henholdsvis minimal-omdreiningene og maksimal-omdreiningene. Hvert potensiometer 170, 172 og 174 blir tilført regulert spenning og slepekontakten til hvert potensiometer blir forbundet med en enhetsforsterkende operasjons-forsterker. Dreiebryteren 176 og 178 er forbundet gjennom en digital/analog omformer henholdsvis 177 og 179. For å lagre programmert informasjon, henvises nå til figurene. 3 og 4. For å lagre programmert minimumstorsjonsmoment, blir bryteren 130 først beveget til dens operasjohsposisjon, dvs. kontakten 124 og blir således forbundet med fjernbe-handlingsenheten 40. I enheten 40 kan nullkontrollbryteren 50 bli dreiet for å simulere ethvert torsjonsmoment fra null til fullt utslag og ved å dreie nullkontrollbryteren 50 i enheten 40 inntil en verdi lik det programmerte torsjonsmoment er oppnådd, det digitale voltmeter 138 (figur 4)

vil da bevege seg for å vise denne verdien. Operatøren observerer verdien og kopler så bryteren 130 til kontakten 126 hvorved torsjonsmomentmåleren 138 nå overvåker utgangen til forsterkeren 171. Operatøren dreier så potensiometeret 170 inntil voltmeteret 138 når den samme verdi som den hadde da bryteren 130 var i posisjonen 124. Dette innstiller potensiometeret 170 for minimumsprogrammert torsjonsmoment. Utgangen til forsterkeren 172 blir samtidig programmert av rotasjonen til nullkontrollbryteren 50 i enheten 40 inntil maksimal programmert torsjonsmomentverdi er nådd for å frembringe en verdi på voltmeteret 138, dreier bryteren 130 til kontakten 128 og justerer potensiometeret 172 inntil voltmeteret 138 avleser den samme verdien som den gjorde da bryteren 130 var i operasjonsposisjonen 124. Referanse-torsjonsmomentet blir programmert ved å bevege bryteren 130 til operasjonskontakten 124 som justerer nullkontrollen 50 til enheten 40 inntil måleren 64 gir referansetorsjonsmomentet og justerer så potensiometeret 174 inntil releet 175 blir påvirket.

Som for forutbestemte programverdier av minimums-omdreininger og maksimumsomdreininger, blir programverdiene kun inndelt på dreiebryterne 176 og 178, henholdsvis.

Figurene 4 og 5 viser en automatisk skriver 180 som anvender lagrede verdier med torsjonsmoment og omdreininger for å opptegne kurven vist på figur 6 på kortet til x-y-skriveren 150. Bryteren 182 er en dobbel dreie-bryter som har en første dreining 182a og en andre dreining 182b som blir drevet sammen av en dreiesolenoid 184. Hver gang en spenningspuls blir overført til solenoiden 184 vil bryterarmene. til bryterne 182a og 182b bevege seg til den neste stillingen. Dersom pulsgeneratoren 186 utstråler en puls hvert sekund, så vil bryterarmene 188a og 188b gå trinn-vis i klokkeretningen fra.posisjon 7 til posisjon 1 og så

vil den et sekund senere.gå frem til posisjon 2 og periode-vis fortsette. For å starte denne sekvensen blir bryteren 190 påvirket og ved slutten av den 7. pulsen vil generatoren 186 automatisk kutte ut. En skal bemerke at slepekontakten 188a til bryteren 182a er forbundet med. kontakten 144b til bryteren 140b og at slepekontakten 188b til.bryteren 182b er forbundet med kontakten 144a til bryteren 140a og med x-inngangen til x-y-koordinatopptegneren 150.

Posisjonen 7 er en posisjon til nulltorsjons-momentet og nullomdreiningene og posisjonen 7 på bryterne 182a og 182b er ikke forbundet med noen av torsjonsmoment eller omdreiningsverdiene. Posisjonen 1 på bryterne 182a og 182b og kurven på figur 6 er imidlertid et punkt med nullomdreininger, men maksimal torsjonsmoment. Posisjonen 1 på bryteren 182a er således jordet for å frembringe et null-spenningssignal til y-aksen til opptegneren 150, mens posisjonen 1 til bryteren 182 er forbundet med maksimal torsjons-.momentforsterkeren 173 for å frembringe et maksimalt torsjons-momentinngangssignal til x-inngangen til opptegneren 150 som derved frembringer linjen 103 når slepekontaktene 188a og 188b har blitt pulset til. posisjonen 1 på bryteren 182. Dvs. pennen 151 til opptegneren 150 vil bevege seg oppover til et på forhånd programmert maksimalt torsjonsmoment, men vil ikke bevege seg i en horisontal retning på grunn av at ingen signaler er blitt tilført y-inngangen til opptegneren 150.

Når pulsen 182 sender en andre puls vil bryterne 188a og 188b gå fremover til posisjonen 2. Maksimal torsjonsmomentverdi blir holdt tilbake i stillingen 2 ved at den blir satt i posisjon 1 på dreiebryteren 182b, men posisjonen 2

til dreiebryteren 182a blir nå forbundet med den tidligere innstilte verdien til minimumsomdreiningsinnstillingen i den digitale/analoge omformer 177 som derved gjør at pennen til opptegneren 150 for å bøye ned en horisontal frembringerlinje 104. Når bryteren 182 blir pulset til posisjonen 3 holdes y-inngången' til skriveren 150.den minimale omdreiningsverdien tilbake på lignende måte ved et sprang mellom posisjonene 2

og 3 på dreiebryteren 182a, mens.posisjonen 3 til bryteren 182b blir forbundet med minimumstorsjonsmomentforsterkeren. 171 for å frembringe en minimumstorsjonsverdi til x-aksen til skriveren 150 for å frembringe kurven 106. Den 4. pulsen frembringer dreiebryteren 182 til posisjonen 4 med posisjonen 4 på bryteren 182a forbundet med maksimalomdreiningens lagrede verdi gjennom omformeren 179 og posisjonen 4 til bryteren 182b blir sprunget over til posisjon 3 til minimumstorsjonsmoment-verdien for å frembringe linjen 102. Bevegelsen til bryteren 182 til posisjonen 5 forbinder referansetorsjonsmomentet med x-inngangen til skriveren og maksimumsomdreiningen til y-inngangen til skriveren som.frembringer linjen 108. Bevegelsen til posisjonen 6 plasserer nullomdreiningssignalet til bryteren 182a på y-inngangen av referansetorsjonsmomentet til bryteren 182b på x-inngangen som frembringer linjen 110. Da bryteren 182 fullfører dens syklus, vil pennen til opptegneren 150 være ved punktet 7 og utstyret er klart til å måle og opptegne en sammensetning.

For å opptegne en sammensetning av en forbindelse blir forbundede brytere 140a og 140b returnert til operasjonsposisjonen som kontakter kontaktene 142a og 142b henholdsvis, bryteren 130 blir returnert til dens operasjonsstilling på kontakten 124. Når sammenstillingen begynner, blir torsjohs-momentmålingen overført til komparatoren 132 for å sammenligne med referansetorsjonen. Siden digital/analog omformeren 154 imidlertid er forhindret av kontakten 156, blir omdreiningsmålingen ikke tilført til y-inngangen til opptegneren 150. Når referansetorsjonsmomentverdien er nådd, frembringer komparatdren 132 en spenning på dens utgang og energiserer releet 175 som åpner sin kontakt 156 som derved tillater omdreiningsmålingen eller tellingen å passere gjennom digital/analog omformeren 154 til y-inngangen 166 til opptegneren 150. Når sammensetningen fortsetter beveges opp-tegningspennen 151 til opptegnerén 150 både vertikalt og horisontalt og frembringer en kurve av torsjonsmoment/omdreiningsforholdet til den gjengede forbindelsen som blir satt sammen. Dersom den maksimale torsjonsmomentverdien blir nådd, blir komparatoren 136 påvirket og lukker releet 192 og lukker kontakten 194 for å energisere et rødt varsel-lys 111 plassert i fjernenheten 40, hvorved tangoperatøren vet at han skal slå av tangen og avslutte sammensetningen. Dersom en maksimal omdreiningsmåling blir overført, blir komparatoren 164 på samme måte påvirket og igjen blir releet 192 energisert og kontakten 194 for således å energisere det røde varsellyset 111 som gjør at tangoperatøren slår av tangen så vel som det energiserte, røde varsellyset 115 på enheten 84.

En god sammensetning er definert som et punkt hvor både minimumstorsjonsmoment og minimumsomdreinings-verdien er blitt nådd uten å møte maksimal torsjonsmoment eller maksimal omdreining. Komparatoren 134 vil bli aktivert når en minimumstorsjonsmåling er detektert, og komparatoren

162 vil bli aktivert når en minimumsomdreiningsmåling er detektert. Utgangen til komparatoren 134 og 162 er rettet mot en OG-port 194. Når OG-porten 194 detekterer positive inngangssignaler på begge sine innganger, blir en spenning frembragt ved dens utgang og denne spenningen aktiverer releet 196 som gjør at kontakten 198 lukker og slår på det grønne lyset 112 i fjernenheten 40, så vel som det grønne lyset 117 i enheten 84. Tangoperatøren slår av tangen 10 når han ser den grønne lampen 112 som da er én indikasjon på at en god forbindelse er blitt oppnådd.

Det er mulig for operatøren å manuelt frembringe en god éller dårlig indikasjon, dersom han ønsker.

Ved å trykke ned bryteren 200 aktiveres releet 196 for å

slå på den "gode" grønne lampen 112 i fjernenheten 40 og ved å trykke ned bryteren 202 aktiveres releet 192 som slår på den "dårlige" røde lampen 111 i fjernenheten 40.

x-y-kurvefremviseren til.målt torsjonsmoment og målt omdreining tillater en observatør å undersøke torsjonsmoment/omdreiningsforholdet i løpet av sammensetningen og å vrake forbindelsen med en lav verdi, dersom abnormaliteter er tilstede. F.eks. ville kurven E på

figur 6 ved automatisk målingsstandard bli bestemt til å være en god forbindelse siden den blir avsluttet langs linjen 106. En kan imidlertid se at torsjonsmoment/omdrei-ningskurven E har en abnormalitet 206 som indikerer et fall i torsjonsmomentet i løpet av sammensetningen, og som indikerer en dårlig gjenge slik som en avslitt gjenge. På den andre siden ville den automatiske målekretsen klassifisere ifølge sammensetningskurven F sammensetningen som en dårlig forbindelse siden den avsluttes langs linjen 108. Kurven F viser imidlertid at omdreiningsmålingen faller under referansetorsjonsmomentet ved punktene 208 og er derfor ikke en sann fremstilling av sammensetningen og den strekede linjen G ville være en mer nøyaktig indikasjon av sammensetningen til den spesielle forbindelsen som ville være en god forbindelse. En fagmann ville derfor ved betraktningen av sammensetningens forløp bestemme hurtig om den gjengede forbindelsen er god eller ikke, og med mer nøyaktighet enn den automatiske målingen ved sluttpunktet bestemme om det er en god eller dårlig forbindelse.

På figur 2 viser en kurve D som er den som er typisk for en god gjenget sammenstilling innenfor oljedmrådet. Dvs. stigning i torsjonsmomentet er i alminnelighet jevnt inntil skulderne til de to gjengeelementene treffer hverandre. Dette kan ha flere ulemper. For det første frembringer denne sammenstøtende skulderen et hammerslag som ikke er et ekte sammensetningstorsjonsmoment, men kan feilaktig bli opptegnet som et slikt. Torsjonsmomentet øker dessuten hurtig etter at skulderne har møtt hverandre og ofte kan en gjenget forbindelse bli utsatt for et for stort torsjonsmoment før tangen 10 kan bli stoppet. Et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse er frembringelsen av innretningen for å redusere hastigheten av sammensetningen når sammensetningsforbindelsen når et på forhånd forutbestemt torsjonsmoment for-trinnsvis før forbindelsen kommer sammen ved skulderen.

Figur 4 viser således en anordnet komparator 210 hvis ene side er forbundet med kontakten 124 og den andre siden er forbundet med ét potensiometer 212 som kan bli justert som ønsket for på egnet måte å påvirke releet 214 når det målte torsjonsmomént når en forutbestemt.verdi. Påvirkningen av releet 14 påvirker kontakten 216 til å sette ned bypass-ventilen 24 i tangen 10 (figur 1) som derved senker dreiehastigheten til tangen.

Foreliggende oppfinnelse er derfor vel tilpasset til å utføre hensiktene og å oppnå.nevnte fordeler så vel

som andre iboende deri. Mens en til nå foretrukket utførelses-form av oppfinnelsen er blitt gjort for.å beskrive den nærmere, kan det naturligvis bli utført et utall av for-andringer i konstruksjonsdetaljene og anordningen av delene, og prosesstrinn av fagmannen på området og hvor disse endringene er fullt forenelige med hensikten og tanken med foreliggende oppfinnelse som fremsatt i kravene.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for å sette sammen en gjenget forbindelse av to elementer som har sampassede gjenger, karakterisert ved at den innbefatter, opptegnelse på en x-y-koordinatfremvisnings-innretning av minimums- og maksimums-omdreininger, og referanse, minimums- og maksimumstorsjonsmoment for den sammensatte forbindelsen, gjenget innbyrdes forbindelse av de sampassede gjenger, mens det samtidig måles det nødvendige torsjonsmomentet for å dreie'et av elementene realtivt til det andre elementet, samtidig telling av antall dreiede omdreininger av et element relativt til det andre.elementet, og samtidig opptegning av målt torsjonsmoment og målt omdreining på en x-y-koordinatfrémvisningsinnretning relativt til minimums- og maksimumsomdreiningen og referanse-, minimums- og maksimumstorsjonsmomentet for den sammensatte forbindelsen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den gjengede innkoplingen stoppes før det forekommer feil i kurveforløpfremvisningen som indikerer at sammensetningen blir en dårlig sammensetning.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at når det målte torsjonsmomentet når et forutbestemt torsjonsmoment i løpet av den innbyrdes forbindelsen av gjengene, reduserer sammensetningshastigheten.

4. Fremgangsmåte for å sette sammen to elementer som har gjengede ender innbefattende innbyrdes gjenget forbindelse av sampassede gjengede ender inntil et forutbestemt referansetorsjonsmoment blir krevd for ytterligere innbyrdes gjenget forbindelse av sampassede gjengede ender, deretter ytterligere innbyrdes gjenget forbindelse av sampassede gjengede ender mens omdreiningsantallet av det ene elementet relativt til det andre elementet måles og torsjonsmomentet måles, karakterisert ved at det fore-tas opptegning på forhånd på en x-y-koordinatfremvisnings- innretning av grenseverdiene til minimums- og maksimumsomdreiningene, og referanse-, minimums- og maksimumstorsjonsmomentet for den sammensatte forbindelsen, og at det i løpet av den innbyrdes gjengede forbindelsen av de sampassede endene opptegnes det målte torsjonsmomentet og de målte, omdreiningene på x-y-koordinatfremvisningsinnretningen hvorved fremskridelsen av den innbyrdes forbindelsen kan bli sammenlignet med de på forhånd opptegnede verdiene for å bestemme om det er tilstede en abnormalitet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den innbyrdes gjengede forbindelsen stoppes før det forekommer feil i kurven på fremvisningen som indikerer at sammensetningen blir dårlig.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at i løpet av den innbyrdes forbindelsen av gjengene sammenlignes det målte torsjonsmomentet med et forutbestemt torsjonsmoment, og at.den innbyrdes forbindelses-hastigheten reduseres når det målte torsjonsmomentet overskrider det forutbestemte torsjonsmoment.

7. Apparat for sammensetning av to elementer som har sampassede gjenger, karakterisert ved at det.innbefatter innretning for dreining av et element relativt til det andre elementet, innretning.for måling av torsjonsmomentet er nød-vendig for å sette sammen den gjengede forbindelsen, innretning for måling av antall omdreininger som det ene elementet gjør relativt til det andre elementet, en x-y-koordinatskriver innretning forbundet med innretningen for å måle torsjonsmomentet og omdreiningen for samtidig å inntegne torsjonsmomentet og omdreiningsforholdet når den gjengede forbindelsen blir satt sammen, og innretning forbundet med x-y-koordinatopptegneren for opptegning av forutbestemte verdier av minimums- og maksimumsomdreiningene, og referanse-, minimums- og maksimums-tors jonsmomentet for den gjengede forbindelsen på skriveren før skrivningen av torsjonsmomentet og omdreiningsforholdet hvorved enhver abnormalitet som er tilstede kan bli visuelt betraktet når de sampassede gjengene blir innbyrdes forbundet.

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at innretningen for opptegningen omfatter, lagringsinnretning for. lagring av hvert av de forutbestemte verdiene til omdreiningen av torsjonsmomentet, og bryterinnretning forbundet mellom hvert av lagringsinnretningene og x-y-koordinatopptegneren, idet omdreiningsverdiene er forbundet til en av x-y-inngangerie til opptegneren, og torsjonsmomentverdien er forbundet med den andre av x-y-inngangene, eller at opptegneren for opptegning av grenseparameterne som indikerer at det er en. dårlig eller god forbindelse.

9. Apparat for sammensetning av to elementer som har sampassede gjenger innbefattende innretning for dreining av et element relativt til det andre elementet, innretning for måling av torsjonsmomentet nødvendig for å sette sammen den gjengede forbindelsen, innretning for å måle antall omdreininger som et element utfører, relativt til det andre element, innretning for lagring av minimums- og maksimums-omdreiningsverdiene, og referanse-, minimums- og maksimumstorsjonsmomentet, karakterisert ved at en x-y-opptegner har en x-inngang og en y-inngang, idet en av inngangene er forbundet med den lagrede verdien til omdreiningen, og den andre inngangen er forbundet med den lagrede verdien til torsjonsmomentet hvorved de lagrede verdiene til torsjonsmomentet og omdreiningene for. opptegning av grenseparameterne som indikerer om det er en god eller dårlig forbindelse, og at innretningen for måling av omdreiningene er forbundet med den ene inngangen og at innretningen for måling av torsjonsmomentet er forbundet med den andre inngangen for å opptegne en kurve av den målte verdien i løpet av sammensetningen for således å detektere enhver abnormalitet i løpet av sammensetningen.

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved innretning for å redusere dreiehastigheten til. et element relativt til det andre elementet når det målte . torsjonsmoment når en forutbestemt verdi.

11. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at innretningen for måling av torsjonsmomentet nødvendig for å sétte sammen den gjengede forbindelsen innbefatter, en spenningsregulert likestrømsforsyning, en strekkmålingstransduktorinnretning, forbundet med kraftforsyningen, som innbefatter flere halyleder-strekkmålere forbundet i en Wheatstone-brokrets, et nullinnstillingspotensiometer som har en inngang og en utgang, idet inngangen er forbundet med brokretsen, en motstand med en forutbestemt verdi forbundet med kraftforsyningen for å gi et utgangssignal til å forut-bestemme strekkverdien, en prøvebryter som har en inngang for forbindelse av enten prøvemotstanden eller utgangen til nullinn- stillingspotensiometeret, som derved mottar enten en prøve-last eller en målt spenningslast, et torsjonsmomentarmpotensiometer som har én inngang og en utgang, idet inngangen er forbundet med prøve-bryteren for å forbinde spenningsinngangen med en torsjons-momentutgang, og en torsjonsmomentmåler forbundet med utgangen til torsjonsmomentarmpotensiometeret.

12. Apparat for måling av torsjonsmomentet nødvendig for å sette sammen en gjenget forbindelse mellom to elementer som har sampassede gjenger, karakterisert ved at den innbefatter, en tanginnretning for dreie et element relativt til det andre elementet, strekkmålingstransduktorinnretning forbundet med tanginnretningen innbefattende flere halvledermålere forbundet i en Wheatstone-brokrets, en spenningsregulert kraftforsyning.forbundet med brokretsen,: et nullinnstillingspotensiometer som har en inngang og en utgang, idet inngangen er forbundet med brokretsen, et prøvemotstand av en forutbestemt verdi forbundet med kraftforsyningen for å frembringe en utgang med en forutbestemt spenningsverdi, en prøvebryter som har en inngang for forbin-deise av enten prøvemotstanden eller utgangen til mottagel- sespotensiometeret for å motta enten en prøvelast eller en målt spenningslast, et torsjonsarmpotensiometer som har en.inngang og en utgang, idet inngangen er forbundet med prøvebryteren for å omforme spenningsinngangen til en torsjonsmoment-utgang, og en torsjonsmomentmåler forbundet med utgangen til torsjonsarmpotensiometeret.