測量接箍內(nèi)密封錐面直徑的三觸頭式檢測器具及其配套使用的校零環(huán)規(guī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及螺紋接頭的檢測技術(shù)，尤其涉及螺紋接頭內(nèi)錐密封面直徑的檢測。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著石油開發(fā)難度的加大，在石油天然氣勘探開發(fā)過程中，尤其是深井、超深井、高壓氣井、超高溫井、定向井、含有硫化氫、二氧化碳腐蝕介質(zhì)井等，以及隨著石油鉆采工藝技術(shù)自身的進(jìn)步，使過去無法開采的井現(xiàn)在成為可能，對油套管的連接強(qiáng)度和密封性能提出了更高的要求。為此國內(nèi)外一些有實(shí)力的油套管生產(chǎn)企業(yè)紛紛展開特殊螺紋接頭的開發(fā)和研宄。
[0003]特殊螺紋接頭種類眾多，結(jié)構(gòu)形式各不相同，但基本結(jié)構(gòu)總體上有三部分組成:一是螺紋部分；二是密封部分；三是扭矩臺肩部分。密封機(jī)理是金屬/金屬徑向過盈阻止氣體或液體通過，產(chǎn)生密封作用。其主要結(jié)構(gòu)形式有錐面/錐面、錐面/球面、柱面/球面、柱面/柱面等形成主密封，由扭矩臺肩形成副密封。其中，錐面/錐面的密封形式，由于加工比較容易，抗拉、抗壓、抗擠能力優(yōu)越，密封性能可靠，是世界上應(yīng)用最多的特殊螺紋接頭，約占螺紋接頭總量的80%以上，這種螺紋接頭中的接箍結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，這種錐面/錐面特殊扣接頭內(nèi)密封面結(jié)構(gòu)形式有如下特點(diǎn):
[0004]①主密封錐面11，主密封錐面11的半角為α ；
[0005]②主密封錐面11的長度為L ；
[0006]③在主密封錐面11內(nèi)側(cè)設(shè)有扭矩臺肩錐面12，扭矩臺肩錐面12的半角為β，β=O?-15°，扭矩臺肩錐面12同時(shí)起抗過扭矩和輔助密封作用；
[0007]④主密封錐面11與扭矩臺肩錐面12之間通過過渡圓弧連接，過渡圓弧的半徑為R;
[0008]⑤所述密封面直徑Dl為主密封錐面11與扭矩臺肩錐面12之間交點(diǎn)處的直徑尺寸，這一直徑尺寸無法直接測量，通常選用二點(diǎn)測量法，根據(jù)觸點(diǎn)球面直徑、主密封錐面11與扭矩臺肩錐面12的偏角，結(jié)合二觸點(diǎn)的實(shí)測主密封錐面11與扭矩臺肩錐面12之間過渡圓弧面13處實(shí)際尺寸夾角處的直徑通過計(jì)算后方能得出，觸頭的球面直徑須大于過渡圓弧面13的半徑R。
[0009]⑥接箍端面到密封面直徑Dl之間的距離為LI。
[0010]由此可知，密封面直徑Dl的測量是十分困難的，通過對國內(nèi)外涉及API螺紋及特殊螺紋量具制造企業(yè)對接箍錐面密封檢測量具的產(chǎn)品樣本或使用說明書的檢索和研宄，目前，國內(nèi)外只有二觸頭式結(jié)構(gòu)的量具，例如:美國GAGEMAKER、漢中萬目儀電有限責(zé)任公司《石油管特殊螺紋測量儀》、西安泰銳精密機(jī)械有限公司等都出產(chǎn)這類量具，而這種二點(diǎn)檢具其原理與二腿卡規(guī)相同，通過二點(diǎn)測得圓內(nèi)的最大間距，依此作為待測錐面的直徑，這種檢具在檢測精度與操作者的技術(shù)技能緊密相關(guān)，若操作不當(dāng)或不夠細(xì)心，使二個(gè)測點(diǎn)沒有精確測量錐面密封面的最大直徑時(shí)，所得尺寸就不準(zhǔn)，同樣操作姿勢不對也會影響測量精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0011]本實(shí)用新型的目的是提供一種測量接箍內(nèi)密封錐面直徑的三觸頭式檢測器具及其配套使用的校零環(huán)規(guī)。
[0012]一種測量接箍內(nèi)錐密封面直徑的三觸頭式檢測器具，其特征是:包括手持滑桿、固定滑塊、固定桿、固定觸點(diǎn)、活動觸點(diǎn)、滑動滑塊、杠桿式百分表架和百分表，所述活動觸點(diǎn)相對于垂直線向外側(cè)面偏斜，偏斜角度為30°?60°，兩個(gè)固定觸點(diǎn)相對于垂直線向外側(cè)面偏斜，偏斜角度也為30°?60°，所有固定觸點(diǎn)和活動觸點(diǎn)的觸點(diǎn)球面半徑相同，都大于待測接箍的密封錐面的過渡圓弧半徑R。
[0013]進(jìn)一步，在所述測量接箍內(nèi)錐密封面直徑的三觸頭式檢測器具中，活動觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)相對于垂直線向外側(cè)面偏斜的偏斜角度為45°。
[0014]一種與上述測量接箍內(nèi)錐密封面直徑的三觸頭式檢測器具配套使用的校零環(huán)規(guī)，其特征是:包括標(biāo)準(zhǔn)密封圓錐面、標(biāo)準(zhǔn)扭矩臺肩面和標(biāo)準(zhǔn)過渡圓弧面，標(biāo)準(zhǔn)過渡圓弧面同時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)密封圓錐面、標(biāo)準(zhǔn)扭矩臺肩面相切，標(biāo)準(zhǔn)密封圓錐面、標(biāo)準(zhǔn)扭矩臺肩面和標(biāo)準(zhǔn)過渡圓弧面按接箍內(nèi)主密封錐面、扭矩臺肩錐面和過渡圓弧面設(shè)計(jì)尺寸加工形成，標(biāo)準(zhǔn)密封圓錐面和標(biāo)準(zhǔn)扭矩臺肩面的交點(diǎn)所形成的圓的直徑為標(biāo)準(zhǔn)密封錐面直徑D0，標(biāo)準(zhǔn)密封圓錐面、標(biāo)準(zhǔn)扭矩臺肩面和標(biāo)準(zhǔn)過渡圓弧面設(shè)置在環(huán)規(guī)體的端面上。
[0015]進(jìn)一步，在所述校零環(huán)規(guī)中，在環(huán)規(guī)體的兩個(gè)端面上均設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)密封圓錐面、標(biāo)準(zhǔn)扭矩臺肩面和標(biāo)準(zhǔn)過渡圓弧面。
[0016]進(jìn)一步，在所述校零環(huán)規(guī)中，在環(huán)規(guī)體的端面上設(shè)有一組不同規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)密封圓錐面、標(biāo)準(zhǔn)扭矩臺肩面和標(biāo)準(zhǔn)過渡圓弧面，每一規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)密封圓錐面、標(biāo)準(zhǔn)扭矩臺肩面和標(biāo)準(zhǔn)過渡圓弧面的尺寸及形狀要求與對應(yīng)接箍上的主密封錐面、扭矩臺肩錐面和過渡圓弧面的尺寸及形狀設(shè)計(jì)要求相同。
[0017]所述測量接箍內(nèi)錐密封面直徑的三觸頭式檢測器具的使用方法如下:
[0018]第一步，校零處理，用校零環(huán)規(guī)對三點(diǎn)杠桿測量表進(jìn)行校零，調(diào)節(jié)三點(diǎn)杠桿測量表上的滑動滑塊，使杠桿式百分表架、百分表和活動觸點(diǎn)的結(jié)合件移動到適當(dāng)位置，使活動觸點(diǎn)和兩個(gè)固定觸點(diǎn)都與校零環(huán)規(guī)上標(biāo)準(zhǔn)過渡圓弧面接觸，此時(shí)百分表的指針有小幅偏動，使百分表校零；
[0019]第二步，實(shí)體測量，將第一步校零后的三點(diǎn)杠桿測量表伸入接箍內(nèi)孔中，使活動觸點(diǎn)和兩個(gè)固定觸點(diǎn)都與接箍上待測密封錐面的過渡圓弧面接觸，觀察百分表指針的偏轉(zhuǎn)方向和偏轉(zhuǎn)量，根據(jù)百分表的精度和讀法確定待測量接箍的密封錐面的實(shí)際直徑值。
[0020]由于在三點(diǎn)杠桿測量表上設(shè)置了兩個(gè)斜置的固定觸點(diǎn)、一個(gè)斜置的活動觸點(diǎn)，且兩個(gè)斜置的固定觸點(diǎn)和一個(gè)斜置的活動觸點(diǎn)都相對于垂直線向外斜伸，三個(gè)觸點(diǎn)的觸點(diǎn)球面半徑相同，且都大于待測接箍的密封錐面的圓弧半徑R，這樣，三個(gè)向外伸展的觸點(diǎn)球面就能順利地伸入待測接箍的密封錐面的指定圓弧處，同時(shí)與主密封錐面和扭矩臺肩面相切，就能夠精確可靠地測量出待測接箍的密封錐面直徑Dl ;同時(shí)，杠桿式百分表架、百分表和活動觸點(diǎn)的結(jié)合件能隨滑動滑塊在手持滑桿移動，能滿足不規(guī)接箍的測量要求。
[0021]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)原理正確，結(jié)構(gòu)精巧，校準(zhǔn)和測量技術(shù)要求不高，簡單便捷，在校零時(shí)，二個(gè)固定觸頭在標(biāo)準(zhǔn)塊上不動，活動觸頭輕微晃動，使三觸頭與標(biāo)準(zhǔn)塊全部接觸，即可校準(zhǔn)零位，這對檢驗(yàn)人員技能和熟練程度要求不高。測量實(shí)物時(shí)，其操作方法與校零方法相同，測量精度主要依賴本實(shí)用新型百分表的精度，人為因素對測量精度的影響大幅降低。
[0022]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)越性:
[0023]①操作簡單，一般檢驗(yàn)人員都能操作；
[0024]②校零、實(shí)測結(jié)構(gòu)一致，方便實(shí)用；
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