高氣密特殊螺紋管端密封面直徑和橢圓度的測(cè)量裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置及方法，尤其涉及一種密封面直徑測(cè)量工具及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油氣田開(kāi)采的深度加大而造成石油管的要求不斷提高，國(guó)內(nèi)外針對(duì)高氣密性油套管的需求也在逐年增加。然而，我國(guó)至今尚未有針對(duì)高氣密性油、氣套管的統(tǒng)一的測(cè)量規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此，各個(gè)企業(yè)具有不同的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，用于實(shí)現(xiàn)各類測(cè)量方法和相關(guān)的測(cè)量裝置也不盡相同。高氣密性油、氣套管相較于API標(biāo)準(zhǔn)油套管而言，除了其連接螺紋起到輔助密封的作用之外，其還通過(guò)扭矩臺(tái)階和密封面來(lái)實(shí)現(xiàn)多級(jí)密封。管端密封面是高氣密性油、氣套管的核心關(guān)鍵部位，其對(duì)于套管的密封性能起到?jīng)Q定性的作用。由此，提高測(cè)量高氣密特殊螺紋套管的方法及相關(guān)裝置的可靠性及準(zhǔn)確性對(duì)于該種套管的密封性能至關(guān)重要。
[0003]圖1顯示了一種高氣密特殊螺紋套管的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，ΦΜ表示為該套管的密封面直徑，高氣密特殊螺紋套管T的密封是基于套管管端的公接頭和母接頭的錐度密封面通過(guò)機(jī)械過(guò)盈來(lái)達(dá)到擰接后不漏水、不漏油且不漏氣的原理。圖2則放大顯示了圖1中的高氣密特殊螺紋套管管端的密封面的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，高氣密特殊螺紋套管的管端具有兩個(gè)角度的A和B,這兩個(gè)角度的A和B之間通過(guò)圓弧Rx連接,而角度B則通過(guò)圓弧R過(guò)渡至圓柱面Y，在具有角度B的錐度面上標(biāo)記有長(zhǎng)度為L(zhǎng)的部位，該部位即為密封面的實(shí)際部位。由圖1和圖2可知，高氣密特殊螺紋套管密封面直徑(ΦΜ)的定義為套管管端的兩端的錐度面所具有的角度B和角度A所形成的交匯點(diǎn)(a，b)之間的距離。
[0004]由于高氣密特殊螺紋套管管端的密封面尺寸公差小，在車(chē)削的過(guò)程中必然會(huì)有橢圓度產(chǎn)生。如果橢圓度過(guò)大，將勢(shì)必影響套管的密封性能；為此，不僅需要在進(jìn)行加工時(shí)對(duì)此類套管的外徑及橢圓度進(jìn)行嚴(yán)格控制，還需要有有能夠準(zhǔn)確地測(cè)量高氣密特殊螺紋管端密封面參數(shù)的工具和方法。不過(guò)，由于高氣密特殊螺紋管端密封面的長(zhǎng)度L很小，通常在
0.之間，兩端的角度B所在的錐度面和角度A所在的錐度面的交匯點(diǎn)(a，b)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中并不存在，也就是說(shuō)，密封面直徑ΦΜ值是理論值，其在實(shí)際操作過(guò)程中難以實(shí)現(xiàn)測(cè)量。
[0005]公開(kāi)號(hào)為CN201844804U，公開(kāi)日為2010年9月13日，名稱為“一種油套管外螺紋密封面測(cè)量?jī)x”的中國(guó)專利文獻(xiàn)涉及一種套管外螺紋密封面的測(cè)量工具，其包括測(cè)量架及百分表，所述測(cè)量架包括架體，在架體的一端設(shè)置垂直于架體的第一支座，在架體的另一端設(shè)置垂直于架體的可拆卸的第二支座；第一支座上固定設(shè)置第一測(cè)量觸頭；所述第二支座上設(shè)置徑向孔；所述徑向孔內(nèi)固定設(shè)置穿過(guò)徑向孔的支架；所述支架的外端固定設(shè)置百分表，支架的內(nèi)端固定設(shè)置第二測(cè)量觸頭；所述第一測(cè)量觸頭距離架體的上端面距離為3mm-5mm,且第一測(cè)量觸頭的中心線與架體平行。
[0006]公布號(hào)為CN201780084U，公布日為2011年3月30日，名稱為“油套管外螺紋密封面測(cè)量?jī)x”的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種簡(jiǎn)易的套管外螺紋密封面測(cè)量?jī)x，其包括測(cè)量架及裝有測(cè)量觸頭的百分表，所述測(cè)量架包括架體，在架體的一端設(shè)置垂直于架體的第一支座，在架體的另一端設(shè)置垂直于架體的可拆卸的第二支座；所述第一支座上設(shè)置垂直測(cè)量面及傾斜測(cè)量面；所述第二支座上設(shè)置裝有測(cè)量觸頭的百分表；所述第一支座與第二支座位于架體的同側(cè)。
[0007]高氣密特殊螺紋套管的密封形式主要有三種類型:柱面密封、錐面密封和圓弧面密封，其中柱面密封的測(cè)量裝置比較常見(jiàn)，上述兩篇中國(guó)專利文獻(xiàn)所公開(kāi)的測(cè)量工具或儀器均適合于根據(jù)管端的柱面密封面的位置來(lái)設(shè)定測(cè)量量規(guī)觸頭的中心至測(cè)量基準(zhǔn)面的距離，從而實(shí)現(xiàn)柱面密封面的測(cè)量。然而，其并不能適應(yīng)于具有錐度密封面的高氣密特殊螺紋套管的測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種高氣密特殊螺紋管端密封面直徑和橢圓度的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置能夠準(zhǔn)確，穩(wěn)定地測(cè)量不同規(guī)格的高氣密特殊螺紋套管管端的直徑和橢圓度，統(tǒng)一了測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，提高了測(cè)量精度且降低了測(cè)量?jī)x器的裝配量。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種高氣密特殊螺紋管端密封面直徑和橢圓度的測(cè)量裝置，其包括:
[0010]長(zhǎng)形的基座；
[0011]百分表，其設(shè)于基座上；
[0012]調(diào)距角滑塊組件，其設(shè)于基座的一端，其可沿著基座的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)或是相對(duì)固定地保持在基座上，調(diào)距角滑塊組件包括調(diào)距角滑塊，該調(diào)距角滑塊具有與被測(cè)的高氣密特殊螺紋管端密封面的錐度面相匹配的斜面；
[0013]從動(dòng)角滑塊組件，其設(shè)于所述基座的另一端，從動(dòng)角滑塊組件包括從動(dòng)角滑塊，該從動(dòng)角滑塊與百分表的連接桿連接，從動(dòng)角滑塊具有與被測(cè)的高氣密特殊螺紋管端密封面的錐度面相匹配的斜面；其中
[0014]從動(dòng)角滑塊在調(diào)距角滑塊向其施加壓力的情況下沿著基座的長(zhǎng)度方向微動(dòng)以向百分表施加壓力，該百分表的指針根據(jù)受到的壓力擺動(dòng)不同的幅度。
[0015]在利用本發(fā)明的測(cè)量裝置測(cè)量管端密封面直徑或橢圓度時(shí)，被測(cè)管端位于調(diào)距角滑塊組件和從動(dòng)角滑塊組件之間，并通過(guò)調(diào)距角滑塊組件中的調(diào)距角滑塊沿著基座的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)或相對(duì)固定于基座上，將被測(cè)管端緊挨地限定于調(diào)距角滑塊和從動(dòng)角滑塊組件中的從動(dòng)角滑塊之間，此時(shí)，從動(dòng)角滑塊在受到調(diào)距角滑塊向其施加壓力的情況下會(huì)產(chǎn)生沿著基座的長(zhǎng)度方向的微動(dòng)，又由于從動(dòng)角滑塊是與百分表的連接桿連接的，因此，該微動(dòng)會(huì)形成一微小的作用力而施加于百分表上，百分表的指針在這一作用力的作用下在刻度盤(pán)上擺動(dòng)不同的幅度，以使得工作人員根據(jù)指針?biāo)赶虻淖x數(shù)而獲得所需的測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0016]本發(fā)明所述的測(cè)量裝置將被測(cè)管端引起的百分表連接桿的微小直線位移轉(zhuǎn)換為百分表指針的角位移，從而使得工作人員能夠準(zhǔn)確地獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0017]由于調(diào)距角滑塊和從動(dòng)角滑塊均具有與被測(cè)的高氣密特殊螺紋管端密封面的錐度面相匹配的斜面，因此，在測(cè)量過(guò)程中被測(cè)管端的密封面與調(diào)距角滑塊和從動(dòng)角滑塊的斜面完全緊挨；也就是說(shuō)，此時(shí)，調(diào)距角滑塊和從動(dòng)角滑塊之間的距離可以等于或基本等于高氣密特殊螺紋管端密封面直徑(ΦΜ)。
[0018]高氣密特殊螺紋管端密封面尺寸公差較小，在車(chē)削加工過(guò)程中管端密封面處不可避免地會(huì)產(chǎn)生橢圓度。一旦橢圓度過(guò)大，將會(huì)嚴(yán)重影響高氣密特殊螺紋管端的密封性能。本發(fā)明所述的測(cè)量裝置能夠精確地檢測(cè)出高氣密特殊螺紋管端的密封面直徑和橢圓度，避免不符合標(biāo)準(zhǔn)的高氣密特殊螺紋套管投入實(shí)際生產(chǎn)中而影響整個(gè)油、氣田運(yùn)輸系統(tǒng)的密封性倉(cāng)泛。
[0019]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的高氣密特殊螺紋管端密封面直徑和橢圓度的測(cè)量裝置還包括導(dǎo)軌，其可拆卸地設(shè)于基座上，調(diào)距角滑塊組件沿著導(dǎo)軌在基座的長(zhǎng)度方向上滑動(dòng)。
[0020]導(dǎo)軌的設(shè)置能夠保證調(diào)距角滑塊組件沿著基座的長(zhǎng)度方向的直線位移，以避免最終的測(cè)量數(shù)值出現(xiàn)誤差。
[0021]另外，導(dǎo)軌可以通過(guò)螺栓或螺釘組件可拆卸地安設(shè)于基座上，以方便導(dǎo)軌磨損時(shí)的及時(shí)拆除更換。當(dāng)然，為了防止導(dǎo)軌發(fā)生易磨損現(xiàn)象而致使其頻繁更換，導(dǎo)軌可以采用硬度較大、耐磨性好的材質(zhì)，例如，涂覆有鍍層的硬質(zhì)合金。
[0022]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的高氣密特殊螺紋管端密封面直徑和橢圓度的測(cè)量裝置還包括手柄，其固定設(shè)置在基座上，以利于工作人員的拿取和攜帶。
[0023]更進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的測(cè)量裝置中，上述調(diào)距角滑塊組件還包括:
[0024]上壓緊塊，其設(shè)于調(diào)距角滑塊的上方；
[0025]下固定塊，其設(shè)于調(diào)距角滑塊的下方，并與調(diào)距角滑塊固定連接；
[0026]調(diào)節(jié)螺桿，其貫穿下固定塊、調(diào)距角滑塊，而與上壓緊塊連接，以使旋緊調(diào)節(jié)螺桿則調(diào)距角滑塊組件相對(duì)固定地保持在基座上，松開(kāi)調(diào)節(jié)螺桿則調(diào)距角滑塊組件可沿基座的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)。
[0027]當(dāng)旋緊調(diào)節(jié)螺桿時(shí)，通過(guò)螺桿上的螺紋的旋合作用，上壓緊塊和下固定塊