[发明专利]螺杆钻具定子内孔直线度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量长管类零件内孔直线度的工具，具体的说是一种石油钻井机械中的螺杆钻具定子的内孔直线度的测量工具。

背景技术

在石油钻探设备中，螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具，螺杆钻具包括定子和转子。其定子是一根直径约为200mm、长度为数米的长管，长管型的定子内衬有橡胶层，橡胶层的内表面有螺旋状的多头的凹槽，而转子是一根长度和直径与橡胶层内孔配合的长杆，长杆型的转子表面是与橡胶层的内表面的多头凹槽配合的螺旋状凸轮。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入螺杆钻具后，在螺杆钻具的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业；因此螺杆钻具也称为螺杆马达。定子内的橡胶层是在长管加工完成后，在定子内孔中放入相应的模具，然后通过注胶机将橡胶压入定子与模具之间的间隙，使橡胶粘附在定子的内壁上。注胶是在定子内进行，不但在注胶过程中无法观测橡胶层的形态，即使注胶完成后，由于定子太长，而内孔又小其表面又有凹凸槽，也无法观查和检测定子内部的橡胶层的情况。如果定子衬胶的直线度不好，会造成定子和转子的之间产生同轴度的偏差，会造成马达动力不稳定，动力不足，橡胶层磨损加剧，降低马达使用寿命。现有技术还没有发现可以测出定子内腔衬胶直线度的方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种测量长管类零件的内孔直线度的工具，尤其适用于类似石油钻井机械的马达定子形状的长管类零件的长孔的直线度检测。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

螺杆钻具定子内孔直线度测量装置，包括通过装配在螺杆钻具定子两端的中心线支架设置在螺杆钻具定子内孔中的中线基准钢丝，中线基准钢丝所在的位置对应螺杆钻具定子的内孔的中心线，在中线基准钢丝上穿接有在中线基准钢丝上滑动的测量板，测量板的外圆周上带有若干块侧面带有圆弧型尺寸线的具有向外弹力的活动的圆弧形刻度板，在测量板的侧面还设置有与测量板同步滑动的位置与刻度板对应的观测刻度板上的尺寸线变化的高清晰度CCD探头。

本发明的进一步改进在于：中心线支架包括一套筒，套筒的外壁与螺杆钻具定子端部的内壁精密配合，套筒的外端为一端板，端板的中心为设置中线基准钢丝的定位孔，所述定位孔的中心与套筒外圆中心一致。

上述技术方案的进一步改进在于：所述中心线支架的端板上还设置有若干个通孔，用于观测高清晰度CCD探头的运动情况。

本发明的进一步改进在于：所述螺杆钻具定子的两端中心线支架的外侧还设置有用于拉紧中线基准钢丝的钢丝紧固架。

上述技术方案的进一步改进在于：所述钢丝紧固架包括主框架，主框架的外侧设置沿主框架左右移动的水平调整架，水平调整架的外侧设置沿水平调整架上下移动的垂直调整架，垂直调整架的中心设置有穿接中线基准钢丝的中心孔，在垂直调整架的侧面设置有将中线基准钢丝顶紧的固定螺栓；主框架下面设置有带有地脚螺栓支座的固定架。

    本发明的进一步改进在于：所述测量板包括两块两侧带有同心圆弧尺寸线的刻度板，每块刻度板的外缘为相同直径的圆弧，每块刻度板通过弹簧与位于两刻度板中心的支撑架连接，支撑架的中心设置有与两刻度板的外圆同心的滑孔，支撑架及刻度板通过此滑孔装配在中线基准钢丝上；在支撑架及刻度板的两侧还分别设置有与支撑架固定连接的探头支架，探头支架上对应刻度板的位置设置高清晰度CCD探头，探头支架或者支撑架上还连接有延伸到螺杆钻具定子两端外部的用于拉动测量板及高清晰度CCD探头移动的控制线。

上述技术方案的进一步改进在于：所述测量板的侧面设置有刻度板防护架，刻度板防护架通过连接螺栓与支撑架固定连接，两刻度板防护架之间的距离与刻度板的厚度对应并间隙配合，所述探头支架通过连接螺栓与支撑架及刻度板防护架固定连接，支撑架、刻度板防护架、探头支架的中心的滑孔同轴设置。

上述技术方案的进一步改进在于：所述探头支架或者支撑架上连接的控制线在测量板两侧各连接2～4根并均匀布置。

上述技术方案的进一步改进在于：所述刻度板上的尺寸线的精度不小于1mm。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明的装置能够测量长管类零件的内孔直线度，尤其适用于类似石油钻井机械的马达定子形状的长管类零件的长孔的直线度检测。它能够测量出螺杆钻具定子内腔衬胶层的直线度，从而从根本上杜绝因螺杆钻具定子衬胶直线度不好，造成马达使用寿命缩短的问题。