[发明专利]带螺纹的管的端部形状测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度且迅速地测量被形成于油井管等带螺纹的管的端部的螺纹部、密封部的形状的方法。

背景技术

以往以来，作为将油井管等管的端部彼此之间连结的方法，应用有这样一种方法：在管的端部外周面形成螺纹部(外螺纹部)而做成带螺纹的管，通过将一对带螺纹的管的各螺纹部(外螺纹部)分别与在内周面形成有螺纹部(内螺纹部)的接头(箱形接头)连接，从而将管的端部彼此之间连结。

当形成于管的端部的螺纹部的尺寸精度较低时，与接头的连接状态松弛，而可能导致管彼此之间的连结被解除而脱落，或在管内部流动的流体泄漏到外部。特别是，对于油井管，随着近年的油井环境的残酷化，对螺纹部的尺寸精度、质量保证水平的要求也逐年严格化。

图1是示意地表示油井管的端部形状的一例子的剖视图。图1的(a)表示端部整体的剖视图，图1的(b)表示在图1的(a)中利用附图标记X所表示的圆形区域的放大图。

如图1所示，油井管P的端部包括设有螺纹牙P1和螺纹槽P2的螺纹部P3、与螺纹部P3相邻且设于比螺纹部P3靠管端面E侧的平行部P5、以及与平行部P4相邻且设于比平行部P4靠管端面E侧的密封部P4。

而且，随着近年的油井环境的残酷化，作为油井管P，多应用有形成有螺纹部P3的管，该螺纹部P3为对螺纹部P3的各螺纹牙P1进行划分的一对齿侧面P6(连接螺纹牙P1的顶部P11和螺纹槽P2的底部P21的面)之中的位于与管端面E侧相反的一侧的齿侧面P6(在管端部彼此之间连结时，相对于螺纹轴线(螺纹部P3的中心轴线)A方向上的拉力施加负荷这一侧的齿侧面P6)、即以随着自螺纹牙P1的顶部P11朝向螺纹槽P2的底部P21而接近管端面E侧的方式倾斜的齿侧面(以下将其称为钩状齿侧面P6h)。

以往，在评价齿侧面P6的角度(与螺纹轴线A的垂线N所成的角度)α、螺纹底部R部(齿侧面P6与螺纹槽P2的底部P21相交叉的部分)P7的曲率时，使用硅橡胶等对螺纹部P3进行造型(日文：型取り)。然后，将该造型物切断为能够评价齿侧面P6的角度、螺纹底部R部P7的曲率的截面形状，使用投影仪将其截面的阴影放大投影到透明的胶片上。在透明的胶片上，图示有与齿侧面P6的角度的容许范围、螺纹底部R部P7的曲率的容许范围相对应的截面形状的容许范围，通过目视确认阴影的边缘是否位于其截面形状的容许范围内，判定齿侧面P6的角度、螺纹底部R部P7的曲率是否合格。

另外，也有时对密封部P4的顶端R部(密封部P4的台肩面P41与密封面P42相交叉的部分)P43的曲率进行与上述的螺纹部P的情况相同的检查。

对于上述这样的检查，在螺纹部P3、密封部P4的造型、将该造型物切断为截面形状等方面需要花费大量的工夫。因此，不得不进行对同一生产批量的最初和最后的油井管进行检查等的抽样检查，难以进行全数检查。

另外，由于不过是通过与容许范围的比较而判定是否合格，因此，难以对螺纹部P3、密封部P4的形状进行定量的评价。

为了解决这样的问题，在专利文献1、专利文献2中，提案有这样一种方法(光投影法)：向螺纹槽P2照射平行的光，检测通过螺纹部P3的光，从而测量螺纹部P3的外形(螺纹部P3表面的凹凸形状，称为螺纹轮廓)。若利用该光投影法能够高精度地测量螺纹部P3的螺纹轮廓，则认为也能够根据螺纹轮廓高精度地计算出齿侧面P6的角度、螺纹底部R部P7的曲率。

然而，由于螺纹轮廓描绘为曲线，因此，在检测平行光的上述光投影法中，有时因齿侧面P6隐藏于螺纹牙P1的棱线的阴影中而无法准确检测齿侧面P6。特别是，在齿侧面P6为钩状齿侧面P6h的情况下，无法忽视因钩状齿侧面P6h隐藏于螺纹P1的棱线的阴影中而产生的误差。

于是，如专利文献3所述，本申请人们提案了一种使用接触探头测量与螺纹部P3的齿侧面P6相关的形状的方法。

然而，在专利文献3所述的方法中，使接触探头依次移动，而使安装于顶端的球状的触头与齿侧面P6接触从而进行测量，因此，必然地测量时间变长，并且无法充分地获得测量个数。因此，有时无法高精度地测量齿侧面P6的角度。

另外，由于触头具有规定的尺寸，因此，难以高精度地测量螺纹底部R部P7的曲率。

另外，在上述专利文献3、专利文献4中，提案有一种检测螺纹轴线的方法。

专利文献1：日本国特许第3552440号公报

专利文献2：日本国特开昭63-212808号公报

专利文献3：日本国特许第4486700号公报