DE4204562A1 - Pipe measuring system for detecting ovality of pipe - scans outer contour of pipe in selected cross=sectional plane with pin and display mounted on ring which acts as rail. - Google Patents
Pipe measuring system for detecting ovality of pipe - scans outer contour of pipe in selected cross=sectional plane with pin and display mounted on ring which acts as rail.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Rohrmeßvorrichtung zur Erfassung der Ovalität gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a pipe measuring device for detecting the Ovality according to the generic concept of the main claim.
Bei der Herstellung von Rohren für den Ölfeldbereich werden die Endenbereiche mit einem Gewinde versehen, damit die Rohre direkt oder über eine Muffe miteinander verschraubbar sind. Die Qualität der Gewindeabschnitte, die bei Rohren für große Bohrlochtiefen enorme Kräfte und Momente übertragen müssen, ist unter anderem auch davon abhängig, inwieweit die tatsächliche Querschnittskontur des Rohrendenbereiches vom exakten Kreisquerschnitt abweicht. Insbesondere macht den Gewindeschneidern eine zu starke Ovalität und eine sogenannte "Dreieckigkeit" des Rohrquerschnittes zu schaffen.In the manufacture of pipes for the oil field, the Thread the end areas so that the pipes are directly or can be screwed together via a sleeve. The quality of the Thread sections that are enormous for pipes for large borehole depths Transferring forces and moments is one of them depending on the extent to which the actual cross-sectional contour of the Pipe end area deviates from the exact circular cross section. In particular makes the taps too oval and a so-called To create "triangularity" of the pipe cross-section.
Bisher war es üblich, die Ovalität im Rohrendenbereich mittels eines Zwei-Punkt-Meßbügels zu bestimmen. Der Meßbügel ist ein starrer Körper mit einer Umfangserstreckung von etwa der Größe eines Halbkreises, dessen Innenkontur etwas größer ist als der Außendurchmesser des zu messenden Rohres. Im Versatz von 120 Grad sind im Meßbügel zwei drehbar gelagerte Laufrollen angeordnet, die mit einem Teil ihres Umfanges über die Innenkontur herausragen. Die eine Laufrolle befindet sich am Anfang des Meßbügels und ihr gegenüber das heißt um 180 Grad versetzt ist eine Meßuhr angeordnet. Die Meßuhr weist eine Meßspitze auf, die während der Messung an der Außenkontur des Rohres entlang geführt wird. Der Meßvorgang läuft in der Weise ab, daß der Meßbügel von Hand um das Rohr geschwenkt und dabei der Zeigerausschlag der Meßuhr beobachtet wird. Der Kleinst- und der Größtwert werden festgehalten und damit die Ovalität des Rohrquerschnittes bestimmt. Für annähernd kreisrunde Rohre ist die Genauigkeit dieses Meßverfahrens ausreichend, da man annehmen kann, daß der Mittelpunkt des Meßbügelhalbkreises in etwa mit dem Mittelpunkt des Rohrquerschnittes übereinstimmt. Bei starker Abweichung vom exakten Kreisquerschnitt versagt dieses Meßverfahren und insbesondere bei der schon erwähnten "Dreieckigkeit" des Rohrquerschnittes. Im letzteren Falle ist eine genaue Mittelpunktsfestlegung gar nicht möglich.Up to now it was common to use a tube to check the ovality in the pipe end area To determine two-point measuring bracket. The measuring bracket is a rigid body with a circumference of about the size of a semicircle, whose inner contour is slightly larger than the outer diameter of the measuring tube. With an offset of 120 degrees, two can be rotated in the measuring bracket stored rollers arranged with part of their circumference over protrude the inner contour. One roller is at the beginning of the measuring bracket and opposite to it, that is, offset by 180 degrees is one Dial gauge arranged. The dial gauge has a measuring tip, which during the Measurement is performed along the outer contour of the tube. The Measuring process takes place in such a way that the measuring bracket by hand around the tube pivoted and the pointer deflection of the dial gauge is observed. The The minimum and maximum values are recorded and thus the ovality of the pipe cross section determined. For almost circular pipes, this is Accuracy of this measuring method is sufficient, since it can be assumed that the center of the measuring bracket semicircle approximately with the center of the Pipe cross section matches. If there is a large deviation from the exact Circular cross section fails this measuring method and especially in the already mentioned "triangularity" of the pipe cross-section. In the latter Precise definition of the center point is not possible at all.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrmeßvorrichtung anzugeben, mit der auch bei stark von der Kreisform abweichenden Rohrquerschnitten der mittlere Rohrradius und die Radiusspannweite genau erfaßt werden können.The object of the invention is to provide a pipe measuring device with which even with pipe cross sections that deviate greatly from the circular shape mean pipe radius and the radius span can be recorded precisely.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Der entscheidende Punkt bei der vorgeschlagenen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß der kreisförmige Meßring zum zu vermessenden Rohr eine feste Zuordnung aufweist und das Anzeigegerät entlang einer exakten Kreisbahn geführt wird. Damit ist das Meßverfahren unabhängig davon, ob die Mittenübereinstimmung zwischen Meßring und Rohrquerschnitt klein oder groß ist. Der Meßvorgang läuft in der Weise ab, daß das Anzeigegerät von Hand oder automatisch entlang des Meßringes geführt wird, wobei diese wie eine Laufschiene wirkt und der zurückgelegte Weg in Form von Winkelgraden mit der Abstandsmessung korreliert wird. Dann erhält man bei Verwendung einer üblichen Auswerteeinheit, sei es ein Kleinrechner oder ein PC, die Querschnittskontur digital angezeigt. Anhand dieser Werte wird mit Hilfe bekannter Algorithmen der mittlere Radius und der minimale und der maximale Rohrradius bestimmt.This object is achieved with the in the characterizing part of claim 1 specified features solved. The crucial point at the proposed device can be seen in the fact that the circular Measuring ring to the pipe to be measured has a fixed assignment and that Display device is guided along an exact circular path. That’s it Measurement method regardless of whether the center match between Measuring ring and pipe cross-section is small or large. The measuring process runs in the way that the display device by hand or automatically along the Measuring ring is guided, which acts like a running rail and the Distance traveled in the form of angular degrees with the distance measurement is correlated. Then you get when using a usual Evaluation unit, be it a small computer or a PC, the Cross-sectional contour displayed digitally. With the help of these values known algorithms the mean radius and the minimum and the maximum pipe radius determined.
Bei einer ersten einfachen Ausführungsform genügt es für den Meßring nur einen Einfachring zu benutzen, vorausgesetzt, daß das Anzeigegerät, zum Beispiel eine Meßuhr, ruck- und störungsfrei entlang der Bahn geführt werden kann. Vorteilhafter ist es, einen Meßring zu verwenden, der einen Innen- und einen im Abstand dazu angeordneten Außenring aufweist, der fest mit dem Innenring verbunden ist. Der sich ergebende Ringspalt zwischen Innen- und Außenring kann in vorteilhafter Weise als Führungsbahn für das Anzeigegerät verwendet werden. Damit die feste Zuordnung des Meßringes zum Rohr hergestellt wird, wird weiterhin vorgeschlagen, den Meßring mit drei um 120 Grad versetzt angeordnete Arretierschrauben zu versehen. Nach dem Überschieben des Meßringes, dessen Innenradius größer ist als der Außenradius des zu messenden Rohres, wird der Meßring mittels der Schrauben arretiert.In a first simple embodiment, it is only sufficient for the measuring ring to use a single ring, provided that the display device to Example a dial gauge, smoothly and smoothly guided along the track can be. It is more advantageous to use a measuring ring that has one Has inner and an outer ring arranged at a distance from it is firmly connected to the inner ring. The resulting annular gap between the inner and outer ring can advantageously as Guide track can be used for the display device. So that the fixed Assignment of the measuring ring to the pipe will continue proposed the measuring ring with three staggered by 120 degrees Locking screws. After sliding the measuring ring, whose inner radius is larger than the outer radius of the one to be measured Tube, the measuring ring is locked with the screws.
Das Anzeigegerät kann, wie bereits erwähnt, eine Meßuhr mit einer mechanischen Spitze, beispielsweise Kugel oder Rad sein oder ein berührungslos arbeitender optischer Sensor. Alternativ sind auch Abstandssensoren möglich, die den Abstand induktiv oder kapazitiv messen. Bei der Vermessung nur des Rohrendenbereiches wird der Meßring als geschlossener Gußkörper hergestellt, in den das Anzeigegerät einsetzbar ist. Möchte man aber häufiger auch andere Bereiche messen, kann es vorteilhaft sein, den Meßring aus zwei gleich großen Hälften herzustellen, die vor dem Meßvorgang miteinander verbunden werden. Das hätte den Vorteil, daß man ein auf dem Rollgang liegendes Rohr nicht anzuheben braucht, um den Meßring auch auf weiter vom Ende liegende Bereiche zu schieben.The display device can, as already mentioned, a dial gauge with a mechanical tip, for example ball or wheel or a non-contact optical sensor. Alternatively, too Distance sensors possible that measure the distance inductively or capacitively measure up. When measuring only the pipe end area, the measuring ring is used manufactured as a closed cast body in which the display device can be used. But if you want to measure other areas more often, it may be advantageous to make the measuring ring from two halves of the same size produce, which are connected to each other before the measuring process. The would have the advantage of not having a pipe lying on the roller table needs to raise the measuring ring further on from the end to push lying areas.
Um die Anzahl der erforderlichen Meßringe möglichst gering zu halten, werden der Verstellweg der Meßuhr und der Arretierschrauben so ausgelegt, daß man über einen größeren Durchmesserbereich von zum Beispiel 30 mm mit einem Meßring auskommt.In order to keep the number of measuring rings required as low as possible, the adjustment path of the dial gauge and the locking screws designed that over a larger diameter range from to Example 30 mm needs one measuring ring.
In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die Rohrmeßvorrichtung näher erläutert.The drawing is based on an embodiment Pipe measuring device explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines bekannten Zwei-Punkt-Meßbügels, Fig. 1 shows a schematic cross section of a known two-point Meßbügels,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Rohrmeßvorrichtung. Fig. 2 shows a schematic cross section of a pipe measuring device according to the invention.
In Fig. 1 ist ein bereits bekannter Zwei-Punkt-Meßbügel zur Erfassung der Ovalität dargestellt. Er besteht aus einem starren Körper 2 mit einer Umfangserstreckung von etwa der Größe eines Halbkreises, wobei der Innenradius 5 des Halbkreises größer ist als der Außenradius 6 des zu messenden Rohres 1. Im Versatz von 120 Grad sind im Meßbügel zwei drehbar gelagerte Laufrollen 3, 3′ angeordnet. Die eine Laufrolle 3 befindet sich am Anfang des Meßbügels und ihr gegenüber, das heißt um 180 Grad versetzt, ist eine Meßuhr 4 angeordnet. Die Meßuhr 4 weist eine Meßspitze 7 auf, die während der Messung an der Außenkontur des Rohres 1 entlang geführt wird. Der Ablauf des Meßverfahrens selbst ist bereits in der Beschreibungseinleitung ausführlich beschrieben worden, so daß sich eine Wiederholung hier erübrigt. In dieser Darstellung ist das zu messende Rohr 1 in idealer Weise mit einem kreisrunden Querschnitt dargestellt worden, wobei der Mittelpunkt 8 des Rohrquerschnittes mit dem Mittelpunkt des Meßbügelhalbkreises zusammenfällt. Für diesen Idealquerschnitt und für Querschnitte, die nur wenig davon abweichen, ist das beschriebene Meßverfahren in seiner Genauigkeit ausreichend. Bei starker Abweichung vom exakten Kreisquerschnitt (siehe Fig. 2) versagt dieses Verfahren.In Fig. 1 is a previously known two-point Meßbügel shown for detecting the ovality. It consists of a rigid body 2 with a circumferential extent of approximately the size of a semicircle, the inner radius 5 of the semicircle being larger than the outer radius 6 of the tube 1 to be measured. At an offset of 120 degrees, two rotatably mounted rollers 3 , 3 'are arranged in the measuring bracket. A roller 3 is located at the beginning of the measuring bracket and opposite, that is offset by 180 degrees, a dial gauge 4 is arranged. The dial gauge 4 has a measuring tip 7 which is guided along the outer contour of the tube 1 during the measurement. The course of the measuring process itself has already been described in detail in the introduction to the description, so that there is no need to repeat it here. In this illustration, the pipe 1 to be measured has been ideally represented with a circular cross-section, the center 8 of the pipe cross-section coinciding with the center of the measuring bracket semicircle. The accuracy of the measurement method described is sufficient for this ideal cross section and for cross sections that differ only slightly from it. This method fails if there is a large deviation from the exact circular cross section (see FIG. 2).
Fig. 2 zeigt im gleichen vereinfachten Schnitt wie Fig. 1 die erfindungsgemäße Meßvorrichtung. Die Abweichung des Querschnittes des zu messenden Rohres 10 vom idealen Kreisquerschnitt ist übertrieben dargestellt und die schon erwähnte "Dreieckigkeit" der Kontur besonders deutlich hervorgehoben worden. Die vorgeschlagene Meßvorrichtung besteht aus einem kreisförmigen Meßring 11, entlang dessen das Anzeigegerät 12 wie auf einer Laufschiene geführt wird. Entscheidend dabei ist, daß mittels der Arretierschrauben 13, 13′,13′′ der Meßring 11 während des Meßvorganges eine feste Zuordnung zum zu messenden Rohr 10 aufweist. Dadurch ist das Meßverfahren unabhängig davon, ob die Mittenübereinstimmung zwischen Meßring 11 und Rohrquerschnitt klein oder groß ist. In dieser Darstellung wird deutlich, daß der Mittelpunkt 14 des kreisförmigen Meßringes 11 keine Übereinstimmung mit dem Mittelpunkt des Rohrquerschnittes hat, da dieser hier gar nicht eindeutig festlegbar ist. Das Meßverfahren selbst ist bereits in der vorhergehenden Beschreibung ausführlich erläutert worden, so daß eine Wiederholung sich erübrigt. Da in der Darstellung direkt nicht zu erkennen, sei hier noch hinzugefügt, daß der mit der Meßspitze 15 versehene Stift 16 des Anzeigegerätes 12 in radialer Richtung verschiebbar ist. Dadurch ist sichergestellt, daß beim Umlauf, hier gekennzeichnet durch einen Pfeil 17, des Anzeigegerätes 12 die Meßspitze 15 ständig auf der Außenoberfläche des Rohres 10 zur Anlage kommt. Der Verschiebeweg des Anzeigegerätes 12 in Umlaufrichtung 17, ausgedrückt in Winkelgraden, wird dann mit der Abstandsmessung des Meßfühlers 15 in Beziehung gesetzt und die Meßwerte einer Auswerteeinheit (hier nicht dargestellt) zugeführt. In der Beschreibung ist bereits darauf hingewiesen worden, daß statt eines mechanisch arbeitenden Anzeigegerätes auch ein berührungslos arbeitender Sensor für dieses Meßverfahren verwendet werden kann. Fig. 2 shows the same simplified section as Fig. 1, the measuring device according to the invention. The deviation of the cross-section of the pipe 10 to be measured from the ideal circular cross-section is exaggerated and the already mentioned "triangularity" of the contour was emphasized particularly clearly. The proposed measuring device consists of a circular measuring ring 11 , along which the display device 12 is guided as on a running rail. It is crucial that by means of the locking screws 13 , 13 ', 13 ''the measuring ring 11 has a fixed assignment to the pipe 10 to be measured during the measuring process. As a result, the measuring method is independent of whether the center match between the measuring ring 11 and the pipe cross section is small or large. In this illustration it is clear that the center 14 of the circular measuring ring 11 does not match the center of the pipe cross section, since this cannot be clearly determined here. The measuring method itself has already been explained in detail in the preceding description, so that a repetition is not necessary. Since it cannot be seen directly in the illustration, it should be added here that the pin 16 of the display device 12 provided with the measuring tip 15 can be displaced in the radial direction. This ensures that during the circulation, indicated here by an arrow 17 , of the display device 12, the measuring tip 15 constantly comes to rest on the outer surface of the tube 10 . The displacement of the display device 12 in the direction of rotation 17 , expressed in degrees, is then related to the distance measurement of the sensor 15 and the measured values are fed to an evaluation unit (not shown here). It has already been pointed out in the description that instead of a mechanically operating display device, a contactlessly operating sensor can also be used for this measuring method.
Claims (7)
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| DE4204562A1 true DE4204562A1 (en) | 1993-08-19 |
Family
ID=6451801
Family Applications (1)
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