[发明专利]石油管外锥管螺纹参数测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明属于测量技术领域，涉及一种石油管外锥管螺纹参数测量装置，本发明还涉及一种石油管外锥管螺纹参数的测量方法。

背景技术

石油钻探管用于石油、地质钻探，因要深入地下几千米的地层深处工作，条件极为复杂，工作时受拉、压、扭转和冲击载荷等应力的作用，要求管材具有足够的强度、硬度、耐磨性、冲击韧性和符合要求的几何尺寸精度。石油锥管螺纹是一种容易形成连接紧密、气密良好的连接螺纹，它装配容易，能得到过盈的结合，且能保证良好的密封效果，这样的效果直接依赖于锥管螺纹的尺寸加工精度，所以石油管在生产时对其螺纹参数的测量是必须的。

当前众所周知的石油管外锥管螺纹参数的测量方法基本都是用螺纹环规进行定性测量的，通过用距离的大小判断螺纹是否合格，手工测量效率低、精度不高，对于检出的参数不合格的螺纹管，其参数量值究竟是多少无法给出，因而也就无法定量反馈以改善加工过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种石油管外锥管螺纹参数测量装置，解决了现有技术下的手工测量效率低、精度不高、难以量化测量结果的问题。

本发明的另一目的是提供一种石油管外锥管螺纹参数的测量方法。

本发明所采用的技术方案是，石油管外锥管螺纹参数测量装置，包括中空的底座，底座的一侧设有开口，开口所在面靠近底部的位置水平对称设置有两个支承下爪，两个支承下爪位于同一水平面，所述底座内设有扭簧，扭簧的一末端固定在底座的底面上，扭簧的另一末端连有定位上爪，定位上爪从开口向底座的上方穿出，定位上爪靠近扭簧的一端与扭簧调节旋钮的一端连接，扭簧调节旋钮竖直设置，扭簧调节旋钮的另一端设置在底座的顶面上，定位上爪和两个支承下爪外套有定位垫片，所述底座的上方设有立柱，立柱远离底座的一端通过升降装置连接有悬挂装置，悬挂装置与定位垫片位于立柱的同侧，悬挂装置上竖直连接有2D激光位移传感器，所述定位垫片的直径不小于被测石油管的管径。

本发明的特点还在于，

升降装置包括竖直设置在立柱一侧的轨道，轨道上设有齿条，齿条上设有两个齿条锁紧旋钮，所述立柱上设有齿轮，齿轮与齿条啮合。

悬挂装置包括水平设置在齿条上的水平移动导轨，水平移动导轨上沿其伸长方向设置移动导槽，齿条上位于水平移动导轨的上方设置悬臂梁，悬臂梁远离齿条的一端与水平移动导轨远离齿条的一端连接，水平移动导轨上设有悬挂器，悬挂器的顶部设有传感器调节装置，悬挂器的底部连接有2D激光位移传感器。

本发明所采用的另一技术方案是，一种使用石油管外锥管螺纹参数测量装置进行的石油管外锥管螺纹参数测量方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，准备测量

1.1）将扭簧调节旋钮向下旋，使定位上爪下压，将石油管套在定位上爪和支承下爪上，并使被测石油管端口紧贴定位垫片，然后将扭簧调节旋钮向上旋，使定位上爪依靠扭簧的弹力作用顶在被测石油管的内壁上，用以固定被测石油管；

1.2）将齿条锁紧旋钮松动，调节齿轮使齿条上下移动，当2D激光位移传感器调整至离被测石油管轮廓线的距离等于该2D激光位移传感器测量范围一半的位置时，锁紧齿条锁紧旋钮，固定齿条的位置；

1.3）接通2D激光位移传感器的电源，水平移动悬挂器使其与被测石油管待测位置对应，然后调整传感器调节装置，使2D激光位移传感器水平；

步骤2，数据采集

通过步骤1中调试好的2D激光位移传感器，采集被测石油管的外锥管螺纹的一系列牙高点和牙底高数据，将采集到的第一个牙高点记为A₁(x₁，y₁)，第二个牙高点记为A₂(x₂，y₂)，第i个牙高点记为A_i(x_i，y_i)，最后一个牙高点记为A_n(x_n，y_n)；将采集到的第一个牙底高记作B₁(x₁，y₁)，第二个牙底高记作B₂(x₂，y₂)，第i个牙底高记作B_i(x_i，y_i)，最后一个牙底高记作B_n(x_n，y_n)；

步骤3，数据处理