JPH0594744U - パワータイト機トルク検定治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パワータイト機のトルク検出器の静的トルク
検定できる治具を提供する。 【構成】 パワータイト機のカップリングチャック部と
パイプチャック部間に取付けた基準トルクセンサーによ
るトルク検出器の検定に使用される治具であって、上下
に右ねじと左ねじを有するスリーブ１にそれぞれロッド
２、７を螺合し、一方のロッド２先端に枢着したアーム
３に半割の電動機の出力軸把持固定部材６を設け、他方
のロッド７先端に前記電動機の基台への枢着部を設けて
なる。 【効果】 静的トルク検定が可能となり、検定精度なら
びにトルク検定再現性の大幅な向上と検定時間を短縮で
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

このは考案は、石油採掘に使用される油井管の一端にカップリングをねじ込む パワータイト機の締付けトルク検出器のトルク検定に使用する治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、ＪＩＳ Ｇ ３４３９に規定の油井用継目無鋼管は、両端にねじを切 り、一端にカップリングを機械締めでねじ込み、カップリングをねじ込まない他 端およびカップリングには保護具を取付けるよう規定されている。 このような鋼管の先端ねじ部にカップリングを規定トルクでねじ込むパワータ イト機は、例えば、図５に示すとおり、カップリングチャック部２２を有するパ ワータイト機本体２１と、カップリングチャック部２２を回転させる電動機２３ と、先端にカップリング２５をハンドタイトで締付けた対象鋼管２６を固定する パイプチャック部２４からなり、パイプチャック部２４には締付けトルクを検出 するためのトルク検出器２７が設置されている。

【０００３】 前記パワータイト機による対象鋼管２６ねじ部へのカップリング２５の締付け は、カップリング２５を予めハンドタイトでねじ部に一定量締付けた対象鋼管２ ６を、パイプチャック部２４側から挿入してカップリング２５をパワータイト機 本体２１のカップリングチャック部２２内に挿入したのち、パイプチャック部２ ４およびカップリングチャック部２２を閉じて対象鋼管２６を固定する。ついで 電動機２３を起動して出力軸を介してパワータイト機本体２１のカップリングチ ャック部２２を回転させ、パイプチャック部２４で固定された対象鋼管２６にカ ップリングチャック部２２で固定したカップリング２５を所定トルクで締付ける 。また、逆にカップリング２５を締戻す場合は、カップリングチャック部２２の 回転方向を反転して行う。

【０００４】 上記鋼管ねじ部へのカップリングの締付けトルク制御は、パイプチャック部に 設けたトルク検出器のトルク管理によって行われている。 また、前記鋼管ねじ部へのカップリングの締付けトルク制御には、逆にカップ リングを対象鋼管から締戻すことがある。この目的としては、カップリング締付 け後のねじ部表面疵を検査するため（操業開始時に数本実施する）とカップリン グ不良が発生して締付けトルクチャート形状が異常を示し、カップリングを取替 えするために締戻す。このカップリングを締戻す場合、締戻しトルク（Ｂｒｅａ ｋ ｏｕｔ ｔｏｒｑｕｅ）が発生し、この出力も管理対象となる。 このようにパワータイト機のトルク管理は、締付け、締戻しトルクで行われる 。

【０００５】 上記パワータイト機のトルク管理においては、トルク検出器の検定は重要な要 素の一つである。 すなわち、基準トルクセンサーとトルク検出器との比較検定を行い、許容値を 外れる場合は、トルク検出器用アンプゲインを調整し、パワータイト機の総合的 なトルク管理を行う（１回／年）。また、パイプおよびカップリングの固定は、 パイプチャックおよびカップリングチャックの各々３個の爪によって行われるが 、爪が摩耗によりすり減るとチャック性能が低下する。この場合、トルク検出器 のトルク検定を行うと、チャック爪が摩耗している場合は、カップリングチャッ クを回転し、締付けトルクを発生させると、パイプがすべってトルク検出器のト ルクが規定トルクまで上昇しないことを基準トルクセンサーにより検出でき、チ ャック爪の摩耗を検出することができる。さらに、トルク検出器の検定は、客先 から指定される場合があり、トルク検定が必要となっている。

【０００６】 従来、パワータイト機のトルク検出器２７の検定は、図６に示すとおり、パイ プチャック部２４とカップリングチャック部２２間に、検定用基準トルクセンサ ー２８を基準パイプ２９を介してパイプチャック部２４とカップリングチャック 部２２で固定し、電動機２３を駆動して出力軸を回転させてカップリングチャッ ク部２２に一定負荷をかけ、検定用基準トルクセンサー２８とトルク検出器２７ の出力値の比較により検定を行っている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のトルク検出器の検定方法では、電動機により出力軸を回転させてカ ップリングチャック部を回転させ、静的トルク検定をしようとして締付けトルク を一定値に上昇させ、安定させようとしてもトルクが不安定となり変動すること は避けられない。 そのため、従来のトルク検出器の検定は、基準トルクセンサーの測定値近傍ま で締付けトルクを一気に上昇させ、基準トルクセンサーとトルク検出器の締付け トルク上昇直線を電磁オシログラフにより記録し、その両者のトルク値を例えば １００ｋｇ−ｍ毎に読取り、精度検定を行っている。このため、従来トルク検出 器の静的トルク検定は、行われていない。

【０００８】 この考案の目的は、パワータイト機のトルク検出器のトルク検定において、出 力軸を回転させてカップリングチャック部の締付けトルクを一定値に上昇させて 安定させ、静的トルク検定を行うことができるトルク検定治具を提供することに ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討試験を重ねた。その結果、電動 機によるカップリングチャック部の回転に替えて、治具を用いて電動機の出力軸 を手動により回転させ、カップリングチャック部を回転させて締付けトルクを上 昇させれば、検定トルクを安定させることができ、トルク検出器の静的トルク検 定が可能となるとの結論に至り、この考案に到達した。

【００１０】 すなわちこの考案は、カップリングチャック部を有するパワータイト機本体と 、カップリングチャック部を回転させる電動機と、先端にカップリングをハンド タイトで締付けた対象鋼管を固定するパイプチャック部と、パイプチャック部に 設けたトルク検出器とからなるパワータイト機のカップリングチャック部とパイ プチャック部間に取付けた基準トルクセンサーによるトルク検出器の検定に使用 される治具であって、上下に右ねじと左ねじを有するスリーブにそれぞれロッド を螺合し、一方のロッド先端に枢着したアームに半割の電動機の出力軸把持固定 部材を設け、他方のロッド先端に前記電動機の基台への枢着部材を設けてなるパ ワータイト機トルク検定治具である。

【００１１】

【作用】

この考案のパワータイト機トルク検定治具は、上下に右ねじと左ねじを有する スリーブにそれぞれロッドを螺合し、一方のロッド先端に枢着したアームに半割 の電動機の出力軸把持固定部材を設け、他方のロッド先端に前記電動機の基台へ の枢着部材を設けたから、パワータイト機のパイプチャック部に設けたトルク検 出器の検定を行う場合は、スリーブに螺合した他方のロッド先端の枢着部材を電 動機の基台に枢着し、一方のロッド先端に枢着したアームに設けた半割の電動機 の出力軸把持固定部材を電動機の出力軸に嵌合わせて固定する。そしてスリーブ を手動で回転させれば、上下の右ねじと左ねじに螺合した各ロッドが進退するか ら、電動機の出力軸把持固定部材で固定した電動機の出力軸が回転され、カップ リングチャック部を回転させて締付けトルクを負荷することができる。

【００１２】 このパワータイト機のトルク検定治具での電動機出力軸回転によるカップリン グチャック部の回転と、パイプチャック部の片側パイプ固定によって締付けトル クが発生し、検定用基準トルクセンサーおよび被検定対象トルク検出器に伝達さ れ、各々の出力信号を制御装置に入力し、静的検定を行うことができる。 この各々の出力信号を制御装置により比較・演算し、検定用基準トルクセンサ ーに対する被検定対象トルク検出器の誤差を算出することによって検定を行うこ とができる。

【００１３】

【実施例】

以下にこの考案の詳細を実施の一例を示す図１ないし図４に基いて説明する。 図１はこの考案のトルク検定治具を示すもので、（ａ）図はトルク検定治具をセ ットした状態の正面図、（ｂ）図は電動機の出力軸を回転させた状態の正面図、 図２は図１（ａ）図の平面図、図３はこの考案のトルク検定治具を用いたパワー タイト機のトルク検出器のトルク検定方法の説明図、図４は検出トルクのチャー トを示すもので、（ａ）図はこの考案のトルク検定治具を用いた場合、（ｂ）図 は従来の電動機によるトルク負荷をかけた場合を示す。

【００１４】 図１および図２において、１は上下に右ねじと左ねじを有するスリーブ、２は スリーブ１の上側に螺合したロッドで、該ロッド２先端にはアーム３が枢軸４に より回動自在に枢着され、アーム３先端には、螺子５により締結できる半割の電 動機の出力軸把持固定部材６が設けられている。７はスリーブ１の下側に螺合し たロッドで、該ロッド２先端は電動機の基台８に設けた取付部材９に枢軸１０に より枢着可能に構成されている。なお、１１は電動機の出力軸、１２は出力軸１ １のカップリング用のキー、１３はスリーブ１を回転させるハンドルである。

【００１５】 この考案のトルク検定治具を用いてパワータイト機のパイプチャック部に設け たトルク検出器のトルク検定を行う場合は、図３に示すとおり、パイプチャック 部２４とカップリングチャック部２２間に、検定用基準トルクセンサー２８を基 準パイプ２９を介してパイプチャック部２４とカップリングチャック部２２で固 定し、電動機２３の出力軸１１にトルク検定治具１５を図１（ａ）図に示すとお りセットし、ハンドル１３によりスリーブ１を回転させてロッド２、７を進出さ せると、ロッド７先端は電動機２３の基台８に設けた取付部材９に枢軸１０によ り枢着されているから、図１（ｂ）図に示すとおり、電動機２３の出力軸１１が 回動し、カップリングチャック部２２を回動させて基準パイプ２９に一定負荷が かかる。一方基準パイプ２９の一端はパイプチャック２４で固定されているから 、締付けトルクが発生する。この締付けトルクは、検定用基準トルクセンサー２ ８とトルク検出器２７により検出され、制御装置１６に入力される。制御装置１ ６は、検定用基準トルクセンサー２８とトルク検出器２７から入力される締付け トルクを比較・演算し、検定用基準トルクセンサー２８に対するトルク検出器２ ７の誤差を算出し、検定を行うのである。

【００１６】 この考案のトルク検定治具を用いた場合は、手動でのカップリングチャック部 回転によるトルク上昇であるから、図４（ａ）図に示すとおり、検定トルクＴ₁ 、Ｔ₂が安定し、静的トルク検定を行うことが可能となる。 これに対し前記図６に示す従来法によるトルク検定においては、電動機２３に よるカップリングチャック部回転によるトルク上昇であるから、図４（ｂ）図に 示すとおり、検定トルクＴ₁、Ｔ₂が不安定とってばらつき、静的トルク検定を行 うことができない状態となる。

【００１７】

【考案の効果】

以上述べたとおり、この考案のトルク検定治具を用いれば、パワータイト機の トルク検出器の検定を、静的トルク検定により実施することができ、検定精度が 従来の±２０ｋｇｍから±４ｋｇｍに向上でき、しかも、トルク上昇およびトル ク下降時のトルク検定再現性も±４ｋｇｍの範囲で実施できる。その上、検定ト ルクが安定したため、検定時間を２０％短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のトルク検定治具を示すもので、
（ａ）図はトルク検定治具をセットした状態の正面図、
（ｂ）図は電動機の出力軸を回転させた状態の正面図で
ある。

【図２】図１（ａ）図の平面図である。

【図３】この考案のトルク検定治具を用いたパワータイ
ト機のトルク検出器のトルク検定方法の説明図である。

【図４】検出トルクのチャートを示すもので、（ａ）図
はこの考案のトルク検定治具によるトルク負荷をかけた
場合、（ｂ）図は従来の電動機によるトルク負荷をかけ
た場合を示す。

【図５】パワータイト機の全体構成図である。

【図６】従来のパワータイト機のトルク検出器のトルク
検定方法の説明図である。

【符号の説明】

１ スリーブ ２，７ ロッド ３ アーム ４，１０ 枢軸 ５ 締付けボルト ６ 出力軸把持固定部材 ８ 基台 ９ 取付け部材 １１ 出力軸 １２ キー １３ ハンドル １５ トルク検定治具 １６ 制御装置 ２１ パワータイト機本体 ２２ カップリングチャック部 ２３ 電動機 ２４ パイプチャック部 ２５ カップリング ２６ 対象鋼管 ２７ トルク検出器 ２８ 基準トルクセンサー ２９ 基準パイプ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カップリングチャック部を有するパワー
   タイト機本体と、カップリングチャック部を回転させる
   電動機と、先端にカップリングをハンドタイトで締付け
   た対象鋼管を固定するパイプチャック部と、パイプチャ
   ック部に設けたトルク検出器とからなるパワータイト機
   のカップリングチャック部とパイプチャック部間に取付
   けた基準トルクセンサーによるトルク検出器の検定に使
   用される治具であって、上下に右ねじと左ねじを有する
   スリーブにそれぞれロッドを螺合し、一方のロッド先端
   に枢着したアームに半割の電動機の出力軸把持固定部材
   を設け、他方のロッド先端に前記電動機の基台への枢着
   部材を設けてなるパワータイト機トルク検定治具。