專利名稱：螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量長管類零件內孔直線度的工具，具體的說是一種石油鉆井機械中的螺桿鉆具定子的內孔直線度的測量工具。
背景技術：
在石油鉆探設備中，螺桿鉆具是一種以鉆井液為動力，把液體壓力能轉為機械能的容積式井下動力鉆具，螺桿鉆具包括定子和轉子。其定子是一根直徑約為200mm、長度為數米的長管，長管型的定子內襯有橡膠層，橡膠層的內表面有螺旋狀的多頭的凹槽，而轉子是一根長度和直徑與橡膠層內孔配合的長桿，長桿型的轉子表面是與橡膠層的內表面的多頭凹槽配合的螺旋狀凸輪。當泥漿泵泵出的泥漿流經旁通閥進入螺桿鉆具后，在螺桿鉆具的進、出口形成一定的壓力差，推動轉子繞定子的軸線旋轉，并將轉速和扭矩通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭，從而實現鉆井作業(yè)；因此螺桿鉆具也稱為螺桿馬達。定子內的橡膠層是在長管加工完成后，在定子內孔中放入相應的模具，然后通過注膠機將橡膠壓入定子與模具之間的間隙，使橡膠粘附在定子的內壁上。注膠是在定子內進行，不但在注膠過程中無法觀測橡膠層的形態(tài)，即使注膠完成后，由于定子太長，而內孔又小其表面又有凹凸槽，也無法觀查和檢測定子內部的橡膠層的情況。如果定子襯膠的直線度不好，會造成定子和轉子的之間產生同軸度的偏差，會造成馬達動力不穩(wěn)定，動力不足，橡膠層磨損加劇，降低馬達使用壽命?，F有技術還沒有發(fā)現可以測出定子內腔襯膠直線度的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種測量長管類零件的內孔直線度的工具，尤其適用于類似石油鉆井機械的馬達定子形狀的長管類零件的長孔的直線度檢測。為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是
螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，包括通過裝配在螺桿鉆具定子兩端的中心線支架設置在螺桿鉆具定子內孔中的中線基準鋼絲，中線基準鋼絲所在的位置對應螺桿鉆具定子的內孔的中心線，在中線基準鋼絲上穿接有在中線基準鋼絲上滑動的測量板，測量板的外圓周上帶有若干塊側面帶有圓弧型尺寸線的具有向外彈力的活動的圓弧形刻度板，在測量板的側面還設置有與測量板同步滑動的位置與刻度板對應的觀測刻度板上的尺寸線變化的高清晰度CCD探頭。本發(fā)明的進一步改進在于中心線支架包括一套筒，套筒的外壁與螺桿鉆具定子端部的內壁精密配合，套筒的外端為一端板，端板的中心為設置中線基準鋼絲的定位孔，所述定位孔的中心與套筒外圓中心一致。上述技術方案的進一步改進在于所述中心線支架的端板上還設置有若干個通孔，用于觀測高清晰度CCD探頭的運動情況。本發(fā)明的進一步改進在于所述螺桿鉆具定子的兩端中心線支架的外側還設置有用于拉緊中線基準鋼絲的鋼絲緊固架。
上述技術方案的進一步改進在于所述鋼絲緊固架包括主框架，主框架的外側設置沿主框架左右移動的水平調整架，水平調整架的外側設置沿水平調整架上下移動的垂直調整架，垂直調整架的中心設置有穿接中線基準鋼絲的中心孔，在垂直調整架的側面設置有將中線基準鋼絲頂緊的固定螺栓；主框架下面設置有帶有地腳螺栓支座的固定架。本發(fā)明的進一步改進在于所述測量板包括兩塊兩側帶有同心圓弧尺寸線的刻度板，每塊刻度板的外緣為相同直徑的圓弧，每塊刻度板通過彈簧與位于兩刻度板中心的支撐架連接，支撐架的中心設置有與兩刻度板的外圓同心的滑孔，支撐架及刻度板通過此滑孔裝配在中線基準鋼絲上；在支撐架及刻度板的兩側還分別設置有與支撐架固定連接的探頭支架，探頭支架上對應刻度板的位置設置高清晰度CCD探頭，探頭支架或者支撐架上還連接有延伸到螺桿鉆具定子兩端外部的用于拉動測量板及高清晰度CCD探頭移動的控制線。上述技術方案的進一步改進在于所述測量板的側面設置有刻度板防護架，刻度板防護架通過連接螺栓與支撐架固定連接，兩刻度板防護架之間的距離與刻度板的厚度對應并間隙配合，所述探頭支架通過連接螺栓與支撐架及刻度板防護架固定連接，支撐架、刻度板防護架、探頭支架的中心的滑孔同軸設置。上述技術方案的進一步改進在于所述探頭支架或者支撐架上連接的控制線在測量板兩側各連接2 4根并均勻布置。上述技術方案的進一步改進在于所述刻度板上的尺寸線的精度不小于1mm。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明取得的技術進步是
本發(fā)明的裝置能夠測量長管類零件的內孔直線度，尤其適用于類似石油鉆井機械的馬達定子形狀的長管類零件的長孔的直線度檢測。它能夠測量出螺桿鉆具定子內腔襯膠層的直線度，從而從根本上杜絕因螺桿鉆具定子襯膠直線度不好，造成馬達使用壽命縮短的問題。螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，是通過測量板在中線基準鋼絲的移動，當螺桿鉆具定子襯膠層的尺寸發(fā)生變化時，測量板的外圓周上刻度板就會縮回或者彈出，而裝在其一側的高清晰度CCD探頭就會觀測出刻度板上的尺寸線變化，從而測量出螺桿鉆具定子內孔的直線度。中心線支架的套筒的外壁與螺桿鉆具定子端部的內壁精密配合，其尺寸公差應在
O.02mm左右，從而保證位于端板上的定位孔與螺桿鉆具定子內孔中心線位置一致。中心線支架端板上的通孔可以用來觀測測量板及高清晰度CCD探頭在螺桿鉆具定子內孔中的移動情況，還可以將控制線從此孔中引出，方便拉動測量板移動。本發(fā)明的鋼絲緊固架的設置可以方便的將中線基準鋼絲拉緊，使中線基準鋼絲與螺桿鉆具定子的中心線保持一致，而不下垂彎曲。鋼絲緊固架水平調整架和垂直調整架還可以調整中線基準鋼絲使其與中心線支架的定位孔基本一致，使中線基準鋼絲對中心線支架不產生過大的徑向力，保證中心線支架能夠精確對中。本發(fā)明的刻度板防護架的設置可以使刻度板做準確的徑向移動，而不會產品過大的傾斜，保證測量的準確性。探頭支架與支撐架及刻度板防護架固定連接為一體，使高清晰度CCD探頭測量板同步移動，在移動過程中只有刻度板會發(fā)生徑向移動，因此可以準確測量長孔內的各個位置的尺寸?？刂凭€在測量板的均勻布置可以準確的拉動測量板，以防
5測量板產生偏斜。


圖I是本發(fā)明的測量時的結構示意圖2是本發(fā)明的測量板的結構示意圖3是本發(fā)明的刻度板支撐架及探頭支架的結構示意圖4是本發(fā)明的中心線支架結構示意圖5是本發(fā)明的鋼絲緊固架的側面示意圖。其中，I、螺桿鉆具定子，2、橡膠層，3、中心線支架，4、中線基準鋼絲，5、控制線，6、 高清晰度C⑶探頭，7、測量板，8、探頭支架，9、鋼絲緊固架，10、連接螺栓，31、套筒，32、通孔，34、定位孔，71、支撐架，72、彈簧，73、彈簧桿，74、滑孔，75、刻度板，76、尺寸線，77、連接孔，78、刻度板防護架，81、滑孔，82、連接孔，91、主框架，92、水平調整架，93、垂直調整架， 94、固定螺栓，95、固定架。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明
螺桿鉆具定子I為長管狀零件，除螺桿鉆具定子I的內孔的端部沒有橡膠層外，其內壁均襯有橡膠層。螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，是在螺桿鉆具定子I內設置一與螺桿鉆具定子I內孔中心線一致的中線基準鋼絲4，在中線基準鋼絲4上穿接一能夠隨螺桿鉆具定子I內孔尺寸變化的帶刻度板的測量板7以及隨測量板7 —起滑動的高清晰度CCD探頭，在拉動測量板7和高清晰度CCD探頭時，刻度板75隨內孔的尺寸縮進或者彈出，高清晰度CCD探頭就可以觀測出刻度板75上的尺寸線的變化，而從高清晰度CCD探頭外接的顯示器上讀出變化的數據，從而得出螺桿鉆具定子I的內孔直線度。本發(fā)明包括設置在螺桿鉆具定子I兩端的中心線支架3，中心線支架3包括一套筒31，套筒31的外壁插入到螺桿鉆具定子I內孔的端部，與螺桿鉆具定子I端部的內孔精密配合，其配合公差應在O. 02_以內。套筒31的外端為一端板，端板靠在螺桿鉆具定子I 端面上，端板的中心設置定位孔34，定位孔34的中心與套筒31外圓中心一致，用來插接中線基準鋼絲4。在中心線支架3的端板上還設置有若干個通孔32，用來觀測測量板及高清晰度CCD探頭在螺桿鉆具定子內孔中的移動情況，還可以將控制線或者高清晰度CCD探頭的導線從此孔中弓I出，方便拉動測量板移動。在螺桿鉆具定子I的兩端中心線支架3的外側還各設置一鋼絲緊固架9，鋼絲緊固架9用于拉緊中線基準鋼絲4。鋼絲緊固架9包括一主框架91，主框架91外側設置沿主框架91左右移動的水平調整架92，以調節(jié)中線基準鋼絲4的水平方向的左右位置，水平調整架92的外側設置沿水平調整架92上下移動的垂直調整架93，以調節(jié)中線基準鋼絲4的垂直方向的上下位置，垂直調整架93的中心設置有穿接中線基準鋼絲4的中心孔，在垂直調整架93的側面設置有內置固定螺栓94的螺栓孔，中線基準鋼絲4穿過此中心孔后拉直，并用固定螺栓94將中線基準鋼絲4頂緊；主框架91下面設置有固定架95，固定架95的支座上設置螺栓孔，并用地腳螺栓將鋼絲緊固架9固定在地面上。連接在中心線支架3上的中線基準鋼絲4所在的位置是螺桿鉆具定子I的內孔的中心線位置。
在中線基準鋼絲4上還預先穿接有測量板7，測量板7包括刻度板75、支撐架71和連接刻度板和支撐架的彈簧72。測量板7的外圓周上帶有兩塊活動的刻度板75，刻度板75 為兩塊半圓弧型的鋁板，刻度板75的圓弧的內側設置有三根彈簧桿73，彈簧72 —端插接在彈簧桿73上，另一端插接在支撐架71對應位置的三個彈簧孔內，支撐架71位于各刻度板 75的中心，刻度板75在被壓縮時能夠向內收縮，在彈簧作用下具有向外的彈力而恢復。每塊刻度板75的外緣為相同直徑的圓弧，刻度板75的兩側帶有尺寸線76，尺寸線76為與刻度板75的外圓弧同心的圓弧線，尺寸線的精密度應不小于1mm。當然刻度板還可以是三塊或者四塊，他們的形狀完全相同并組成一個整圓。測量板7的兩側設置有刻度板防護架78，刻度板防護架78位于刻度板75和支撐架71兩側，將刻度板75和支撐架71夾持在中間，刻度板防護架78和支撐架71上均對應設置連接孔，兩刻度板防護架78之間以及支撐架71通過連接螺栓10固定連接在一起。兩刻度板防護架78之間的距離與刻度板75的厚度對應并間隙配合，以保證刻度板75能夠自由縮回和彈起，并且不會產出傾斜。在測量板7的兩側的一定距離內還分別設置有一個探頭支架8，探頭支架8也設置連接孔并通過連接螺栓10與測量板7的支撐架和刻度板防護架78固定連接在一起，探頭支架8也穿接在中線基準鋼絲4上。測量板的支撐架71、刻度板防護架78的中心分別設置有與各刻度板75的外圓同心的滑孔74，探頭支架8的中心也設置同樣的滑孔81，這些滑孔同軸設置，使測量板、刻度板防護架和探頭支架能夠整體沿中線基準鋼絲4滑動。探頭支架8上對應刻度板75的位置設置高清晰度CXD探頭6，高清晰度CXD探頭 6與螺桿鉆具定子I外端的顯示器連接。兩個探頭支架8上還分別連接有2 4根控制線 5，控制線5延伸到螺桿鉆具定子I兩端的外部。控制線5均勻布置，可以均勻的拉動測量板7及高清晰度CCD探頭6沿螺桿鉆具定子I的軸線移動，而不產生傾斜。當一端的控制線5被拉動時，測量板7及高清晰度CCD探頭6在螺桿鉆具定子I 內沿中線基準鋼絲4即螺桿鉆具定子I橡膠層的內孔中心線移動，當定子襯膠的尺寸或者直線度發(fā)生變化時，刻度板75會縮回或者彈出，高清晰度CCD探頭6的探頭就能讀取到刻度板75上的尺寸線的變化，并將其傳輸到顯示器上，從而測量出螺桿鉆具定子I橡膠層內孔的直線度。
權利要求
1.螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，其特征在于包括通過裝配在螺桿鉆具定子(I)兩端的中心線支架(3)設置在螺桿鉆具定子(I)內孔中的中線基準鋼絲(4)，中線基準鋼絲(4)所在的位置對應螺桿鉆具定子(I)的內孔的中心線，在中線基準鋼絲(4)上穿接有在中線基準鋼絲(4)上滑動的測量板(7)，測量板(7)的外圓周上帶有若干塊側面帶有圓弧型尺寸線(76)的具有向外彈力的活動的圓弧形刻度板(75)，在測量板(7)的側面還設置有與測量板(7)同步滑動的位置與刻度板(75)對應的觀測刻度板(75)上的尺寸線變化的高清晰度C⑶探頭(6)。
2.根據權利要求I所述的螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，其特征在于所述中心線支架(3)包括一套筒(31)，套筒(31)的外壁與螺桿鉆具定子(I)端部的內壁精密配合，套筒(31)的外端為一端板，端板的中心為設置中線基準鋼絲(4)的定位孔(34)，所述定位孔 (34)的中心與套筒(31)外圓中心一致。
3.根據權利要求2所述的螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，其特征在于所述中心線支架(3)的端板上還設置有若干個通孔(32)。
4.根據權利要求I或者2任一項所述的螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，其特征在于所述螺桿鉆具定子(I)的兩端中心線支架(3)的外側還設置有用于拉緊中線基準鋼絲 (4)的鋼絲緊固架(9)。
5.根據權利要求4所述的螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，其特征在于所述鋼絲緊固架(9)包括主框架(91)，主框架(91)的外側設置沿主框架(91)左右移動的水平調整架 (92),水平調整架(92)的外側設置沿水平調整架(92)上下移動的垂直調整架(93)，垂直調整架(93)的中心設置有穿接中線基準鋼絲(4)的中心孔，在垂直調整架(93)的側面設置有將中線基準鋼絲(4)頂緊的固定螺栓(94);主框架(91)下面設置有帶有地腳螺栓支座的固定架(95)。
6.根據權利要求I所述的螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，其特征在于所述測量板 (7)包括兩塊兩側帶有同心圓弧尺寸線的刻度板(75)，每塊刻度板(75)的外緣為相同直徑的圓弧，每塊刻度板(75)通過彈簧(72)與位于兩刻度板(75)中心的支撐架(71)連接，支撐架(71)的中心設置有與兩刻度板(75)的外圓同心的滑孔(74)，支撐架(71)及刻度板(75) 通過此滑孔(74)裝配在中線基準鋼絲(4)上；在支撐架(71)及刻度板(75)的兩側還分別設置有與支撐架(71)固定連接的探頭支架(8)，探頭支架(8)上對應刻度板(75)的位置設置高清晰度CXD探頭(6)，探頭支架(8)或者支撐架(71)上還連接有延伸到螺桿鉆具定子(I)兩端外部的用于拉動測量板(7)及高清晰度CCD探頭(6)移動的控制線(5)。
7.根據權利要求6所述的螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，其特征在于所述測量板 (7)的側面設置有刻度板防護架(78)，刻度板防護架(78)通過連接螺栓(10)與支撐架(71) 固定連接，兩刻度板防護架(78)之間的距離與刻度板(75)的厚度對應并間隙配合，所述探頭支架(8)通過連接螺栓(10)與支撐架(71)及刻度板防護架(78)固定連接，支撐架(71)、 刻度板防護架(78)、探頭支架(8)的中心的滑孔同軸設置。
8.根據權利要求6或者7任一項所述的螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，其特征在于所述探頭支架(8)或者支撐架(71)上連接的控制線(5)在測量板(7)兩側各連接2 4 根并均勻布置。
9.根據權利要求1、6、7任一項所述的螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，其特征在于所述刻度板(75)上的尺寸線(76)的精度不小于1mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺桿鉆具定子內孔直線度測量裝置，應用于測量長管類零件內孔直線度。包括通過裝配在螺桿鉆具定子兩端的中心線支架、設置在螺桿鉆具定子內孔的中心線位置的中線基準鋼絲，在中線基準鋼絲上穿接有在中線基準鋼絲上滑動的測量板，測量板的外圓周上帶有若干塊側面帶有圓弧型尺寸線的具有向外彈力的活動的圓弧形刻度板，在測量板的側面還設置有與測量板同步滑動的位置與刻度板對應的觀測刻度板上的尺寸線變化的高清晰度CCD探頭。本發(fā)明能夠測量類似石油鉆井機械的馬達定子形狀的長管類零件的長孔的直線度，從而提高產品的質量，解決馬達使用壽命短的問題。
文檔編號G01B11/27GK102589485SQ20121006112
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日2012年3月9日
發(fā)明者王振東, 譚擁軍, 高喜祿 申請人:石家莊博深石油機械有限公司