專利名稱：石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆具測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，是一種對(duì)石油鉆具內(nèi)螺紋接頭擴(kuò)錐孔大
端直徑進(jìn)行測(cè)量的專用卡尺。
背景技術(shù)：
目前，石油鉆具是通過帶有一定錐度(一般為i : 4或i : 6)的專用錐螺紋接 頭逐根連接成鉆柱，下入井里完成鉆井任務(wù)的，分外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭。為了確保石
油鉆具連接螺紋的加工尺寸精度和互換性，提高鉆具螺紋連接的安全可靠性，API Spec 7-2-2008《旋轉(zhuǎn)臺(tái)肩式連接螺紋的加工和測(cè)量》(美國石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))對(duì)鉆具螺紋接頭的 幾何尺寸和螺紋參數(shù)有著明確的尺寸公差要求。 鉆具內(nèi)螺紋接頭擴(kuò)錐孔大端直徑Q屬于API Spec 7_2要求測(cè)量的一項(xiàng)幾何尺寸 參數(shù)，該規(guī)范同時(shí)規(guī)定了其公差要求。由于鉆具內(nèi)螺紋接頭擴(kuò)錐孔內(nèi)部為帶有一定錐度 (1 : 4或1 : 6)的錐面結(jié)構(gòu)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)擴(kuò)錐孔大端直徑Q的定義是擴(kuò)錐孔大端與接頭密封 端面相交的截面圓直徑。由于鉆具接頭加工時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)要求在擴(kuò)錐孔大端與接頭密封端面交 匯處進(jìn)行倒角，所以需要測(cè)量的擴(kuò)錐孔大端直徑Q其實(shí)是一個(gè)虛圓直徑。無論對(duì)于生產(chǎn)單 位還是使用單位，產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)都無法用常規(guī)的卡尺和測(cè)量方法對(duì)該直徑進(jìn)行準(zhǔn)確、有效的 中國專利授權(quán)公告號(hào)CN2578782Y，提供了一種"測(cè)量錐孔口徑的游標(biāo)卡尺"。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡 尺，對(duì)鉆具內(nèi)螺紋接頭擴(kuò)錐孔大端直徑進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，滿足鉆具接頭加工檢驗(yàn)的需要，確保 鉆具螺紋接頭連接的安全可靠。 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡 尺，主要由主測(cè)量尺、固定尺、游尺和球形觸頭組成，主測(cè)量尺為長方形直尺，主測(cè)量尺上有 長度刻度，游尺有刻度。基本結(jié)構(gòu)與游標(biāo)卡尺相同，不詳細(xì)敘述。其特征在于在主測(cè)量尺 的一端固定有固定尺，在主測(cè)量尺上有游尺。固定尺與游尺平行，在固定尺和游尺的外側(cè)面 分別固定一個(gè)球形觸頭。 為了測(cè)量的準(zhǔn)確性，在固定尺的外側(cè)固定有固定基準(zhǔn)塊，在游尺的外側(cè)固定有游 動(dòng)基準(zhǔn)塊，固定基準(zhǔn)塊與游動(dòng)基準(zhǔn)塊，的上平面在同一平面內(nèi)。 為了測(cè)量的準(zhǔn)確性，球形觸頭的直徑為5mm，球形觸頭中心到固定基準(zhǔn)塊和游動(dòng)基 準(zhǔn)塊上平面的高度為4mm。 為了便于操作，在主測(cè)量尺上固定有手柄。 簡述石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺的原理和測(cè)量過程。 參閱圖1。球形觸頭6固定在固定尺2的外側(cè)壁上，并與固定尺2結(jié)為一整體固定
在主測(cè)量尺1的一端，另一個(gè)球形觸頭6固定于游尺3外側(cè)壁上，并與游尺3結(jié)為一體能在主測(cè)量尺l測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行滑動(dòng)。測(cè)量時(shí)，首先，將固定基準(zhǔn)塊4和游動(dòng)基準(zhǔn)塊5的上平面 與鉆具接頭內(nèi)螺紋端8的端面靠緊。其次，將固定尺2上的球形觸頭6緊貼鉆具接頭內(nèi)螺 紋端8的錐孔錐面。然后，移動(dòng)游尺3，使游尺3上的球形觸頭6與鉆具接頭內(nèi)螺紋端8另 一端的錐孔錐面緊貼，上下小范圍擺動(dòng)游尺3，從主測(cè)量尺1上讀出一個(gè)最大測(cè)量值。參閱 圖2。最后，按照對(duì)應(yīng)的鉆具內(nèi)螺紋接頭擴(kuò)錐孔錐面錐度，計(jì)算出相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)與真實(shí)的q 值之間的補(bǔ)償量L1。 Ll為一定值，根據(jù)鉆具內(nèi)螺紋接頭錐度不同，加入不同的補(bǔ)償量。所 以，q = L+30+2*Ll (mm)，公式中L為實(shí)際測(cè)量長度。這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)q值準(zhǔn)確有效的測(cè)量， 極大的提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度和工作效率。 本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用 卡尺，在充分保證測(cè)量準(zhǔn)確性的前提下，解決石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑無法直接 測(cè)量的問題，提高了測(cè)量的工作效率，并確保測(cè)量工作準(zhǔn)確可靠。提高石油鉆具內(nèi)螺紋接頭 錐孔大端直徑測(cè)量準(zhǔn)確度及工作效率的專用卡尺。

圖1是石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺示意圖和測(cè)量工作示意 圖。 圖2是石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺的局部示意圖，是原理 圖。 圖中1.主測(cè)量尺，2.固定尺，3.游尺，4.固定基準(zhǔn)塊，5.游游動(dòng)基準(zhǔn)塊，6.球形觸 頭，7.手柄，8.鉆具接頭內(nèi)螺紋端。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1 :以一個(gè)石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺為例，對(duì)本實(shí) 用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺，由主測(cè)量尺1、固定尺2、游尺
3、固定基準(zhǔn)塊4、游動(dòng)基準(zhǔn)塊5、球形觸頭6和手柄7組成，主測(cè)量尺1為長方形直尺，主測(cè)
量尺l上有長度刻度，刻度長為30mm。刻度的最小單位是mm。游尺3有刻度。 在主測(cè)量尺1的一端固定有固定尺2，在主測(cè)量尺1上有游尺3。固定尺2與游尺
3平行，固定尺2和游尺3的寬度為10mm。在固定尺2和游尺3的外側(cè)面分別固定一個(gè)球
形觸頭6。球形觸頭6的直徑為5mm。固定方式采用一根圓柱形軸銷聯(lián)接。 在固定尺2的外側(cè)固定有一塊長方體形固定基準(zhǔn)塊4，在游尺3的外側(cè)固定有一塊
長方體形游動(dòng)基準(zhǔn)塊5，固定基準(zhǔn)塊4與游動(dòng)基準(zhǔn)塊5的上平面在同一平面內(nèi)。 球形觸頭6中心到固定基準(zhǔn)塊4和游動(dòng)基準(zhǔn)塊5上平面的高度為4mm。 在主測(cè)量尺1上固定有一個(gè)手柄7。 參閱圖6。以錐度為1 : 4的石油鉆具內(nèi)螺紋接頭為例最終需要計(jì)算出I Ax|的
值。I Ax| = tg 9 *|db| 因?yàn)? = arctgl/8 = 7. 1250° ; I r I = 2. 5mm ; I Ay I = 1. 5mm ;[0026]of =r /cos 9=2. 5/0. 9923 = 2. 5194mm ;fc =of 1_1r1=0.0194mm ;dc =fc|/tg e=0.0194/0. 1250 = 0. 1556mmcb =r| + | Ay|=2. 5+1. 5 = 4mm ;db =dc1+1cb1=4. 1556mm ; 由以上公式，可最終計(jì)算出I Ax| = 0. 125*4. 1556mm = 0. 5194mm。 所以，用此卡尺檢測(cè)錐度為1 : 4的石油鉆具內(nèi)螺紋接頭擴(kuò)錐孔大端直徑Q需要 在卡尺的兩個(gè)鋼制球形觸頭6間加入補(bǔ)償量" 0. 52mm， Q =實(shí)測(cè)值L+30+0. 52。 同理，可計(jì)算出檢測(cè)錐度為1 : 6的石油鉆具內(nèi)螺紋接頭擴(kuò)錐孔大端直徑Q的卡 尺需要在卡尺的兩個(gè)鋼制球形觸頭6間加入補(bǔ)償量L/ "0. 34mm，Q =實(shí)測(cè)值L+30+0. 34。 通過對(duì)該卡尺測(cè)量補(bǔ)償量的計(jì)算，可計(jì)算出補(bǔ)償量為常數(shù)，S卩錐度為1 : 4時(shí)約 等于0. 52mm ;錐度為1 : 6時(shí)約等于0. 34mm。測(cè)量時(shí)，根據(jù)錐度的不同選擇對(duì)應(yīng)的卡尺即 可準(zhǔn)確測(cè)量出Q值的真值，最終完成對(duì)鉆具內(nèi)螺紋接頭擴(kuò)錐孔大端直徑的測(cè)量。
權(quán)利要求一種石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺，主要由主測(cè)量尺(1)、固定尺(2)、游尺(3)和球形觸頭(6)組成，主測(cè)量尺(1)為長方形直尺，主測(cè)量尺(1)上有長度刻度，游尺(3)有刻度，其特征在于在主測(cè)量尺(1)的一端固定有固定尺(2)，在主測(cè)量尺(1)上有游尺(3)，固定尺(2)與游尺(3)平行，在固定尺(2)和游尺(3)的外側(cè)面分別固定一個(gè)球形觸頭(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺，其特征 是在固定尺(2)的外側(cè)固定有固定基準(zhǔn)塊(4)，在游尺(3)的外側(cè)固定有游動(dòng)基準(zhǔn)塊(5)， 固定基準(zhǔn)塊(4)與游動(dòng)基準(zhǔn)塊(5)的上平面在同一平面內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺，其特 征是球形觸頭(6)的直徑為5mm，球形觸頭(6)中心到固定基準(zhǔn)塊(4)和游動(dòng)基準(zhǔn)塊(5) 上平面的高度為4mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺，其特 征是在主測(cè)量尺(1)上固定有手柄(7)。
專利摘要石油鉆具內(nèi)螺紋接頭擴(kuò)錐孔大端直徑測(cè)量專用卡尺，應(yīng)用于測(cè)量石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑。主要由主測(cè)量尺(1)、固定尺(2)、游尺(3)和球形觸頭(6)組成，主測(cè)量尺(1)為長方形直尺，主測(cè)量尺(1)上有長度刻度，游尺(3)有刻度。在主測(cè)量尺(1)的一端固定有固定尺(2)，在主測(cè)量尺(1)上有游尺(3)。固定尺(2)與游尺(3)平行，在固定尺(2)和游尺(3)的外側(cè)面分別固定一個(gè)球形觸頭(6)。效果是解決了石油鉆具內(nèi)螺紋接頭錐孔大端直徑無法直接精確測(cè)量的問題，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度和效率。
文檔編號(hào)G01B3/20GK201476741SQ20092017304
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者衛(wèi)尊義, 吳健, 白小亮, 艾裕豐 申請(qǐng)人:中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所