CN101469964B - 石油螺纹单项参数检查仪校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可适用于对多种管材测量单向仪进行精度校准的装置。在一底板1上设有一高精度工作台2，工作台2一端设有一万能夹具3，并在工作台2的条形槽4的适当位置设有安置标准位移装置的调节架5，在工作台2一侧的底板1上设有锥度规卡具6。本发明可以校准各国的单向仪，可用于钢管生产企业、油田机械制造企业、管材质量检测部门以及管材使用单位，也可作为国家、地方计量部门的标准传递手段。

Description

石油螺纹单项参数检查仪校准装置

技术领域：

本发明涉及一种校准装置，尤为是指一种针对石油行业涉及的各类单项仪进行精度校准的装置。

背景技术：

石油钻采是高成本的工业，其设备中广泛使用的钻管、套管和油管均是由10米左右一根带螺纹的专用管材，相互间基本是依靠螺纹连接。上述螺纹的螺纹中径、锥度、螺距、牙型角、齿高等参数必须达到规定的加工精度，否则在复杂的使用环境中会影响连接质量和使用寿命，严重时会发生生产事故。为对管材螺纹的各项参数进行精确量度，设计有多种对单一参数进行测量的单向仪，目前生产单向仪的厂家很多，如中国的汉中万目仪电有限责任公司、美国的GAGEMAKER公司和ALLEN公司、日本的KURODA等公司，上述厂家不仅生产测定各项参数的单向仪，同时还生产对单向仪进行校对的装置或仪器。由于有多种单向仪，则导致还必须同时生产多种对单向仪进行校对的装置，这导致对管材进行测定时必须具备多种单向仪及对应的校对装置，更为不便的是不同公司生产的同类单向仪的校对装置不能通用，这不仅造成工作的不便，效率降低，同时还造成极大的浪费，增加了各类企业的成本，如何解决上述存在的缺陷，则是一个急待解决的问题。

发明内容：

本发明的发明目的是公开一种可适用于对多种管材测量单向仪进行精度校准的装置。

本发明的基本原理是由本发明的装置给出一个精度高的标准位移量并作用于各类单项仪，单项仪相应产生一个对应的位移量，两个位移量的比较则可得出单项仪的精度误差。

实现本发明的技术解决方案如下：在一底板1上设有一高精度工作台2，工作台2一端设有一万能夹具3，并在工作台2的条形槽4的适当位置设有安置标准位移装置的调节架5，在工作台2一侧的底板1上设有锥度规卡具6。

所述的工作台2有一条形槽4，条形槽4内设有锁紧被固定卡具的具有V型槽19锁紧钉7和锁紧条8，在条形槽4内还可设有螺距规压紧架，螺距规压紧架的结构是有一压紧架座9，其上的螺纹孔内设有一螺杆10和螺母11及一压板12，压板12一端另设有一压板顶丝13，压紧架座9的底孔14与一水平孔内的调节架顶丝15相通。

所述的万能夹具3的结构是：有一可与工作台2固定连接的卡具垫16，卡具垫16上设有一条状平台17，条状平台17两端分别设有支撑块18，手轮19通过支撑块18与可在条状平台17上滑动位移的卡具块20连接。

所述的卡具垫16有一凹部21，卡具块20的夹持部位有一V型夹持端22或具台阶状的两个V型夹持端。

所述的锥度规卡具6的结构是：有一锥度规卡具座23与工作台2平行设置，卡具座23上设有一压板24和穿过压板24的压紧螺钉25。

所述的压板24一端有一通孔供压紧螺钉25穿过，压板24的另一端为一缺口以与另一压紧螺钉25配合。

所述的调节架5的结构是：有一调节架芯外壳26，其内设有一可上下位移的提升装置，外壳26一侧壁有一条状开口27并设有一测头顶丝28，另一侧壁有一螺纹孔并设有提升装置顶丝29，上端开口处设有一上压盖30，下部设有一调节架顶丝31和可置入锁紧钉的底孔32。

所述的提升装置为一具有一空腔33的构件34，其对应外壳侧壁具条状开口处有一螺孔通孔，其上部一体设有一螺栓35，螺栓35通过上压盖30的通孔后设有一提升螺母36，空腔33内设有一铜套37。

所述的工作台2的一端设有一高度可调的辅助支撑38，或/和在底板上还设有另一辅助支撑38。

所述的还设有数据读取装置，可对测量数据直接读取，数据读取装置与数据处理装置连接进行所需的数据处理。

本发明使用时在调节架上设有一标准位移发生装置，如精密微分鼓轮，以产生所需要的或不同的标准位移，微分鼓轮的精度是：示值误差≤0.005mm，重复性≤0.002mm，微分鼓轮产生的长波量直接溯源至光波波长，校准号CDIZ2007-1804₀，产生的标准位移直接作用在本发明装置的各类卡具上的各类单向仪上，对应各类单向仪产生的读数与标准位移量进行对比，则可得到单向仪的精度；本发明的标准位移发生装置设置在调节架上，上述调节架可在工作台上位移以得到最佳测量位置，且可进行上下、左右的微调，使被测单向仪与标准位移发生装置对正，达到最佳测量校准效果；万能卡具可对多种单向仪进行卡装固定，特别适合对盘状量具的锁紧以便测量，其可做左右位置的微调，卡装亦十分方便；由于现有的外螺纹锥度量规主要进行外螺纹锥度的测量，其外形尺寸较大，本发明的锥度规卡具特别适合对锥度量规的卡装，尤其是还设有辅助支撑与锥度量规卡具的结合，对锥度量规的卡装稳定，并避免大尺寸的锥度量规在自重作用下产生的微小变形。本发明是利用位移比较法原理设计、研制的，具有稳定性好，测量过程可数字化，安装调节方便，测量效率高，该装置优于设计时确定的示值误差0.005mm，重复性0.0020mm。本装置可以校准各国的单向仪，可用于钢管生产企业、油田机械制造企业、管材质量检测部门以及管材使用单位，也可作为国家、地方计量部门的标准传递手段。

附图说明：

图1为本发明的实施例的结构示意主视图。

图2图1的俯视图。

图3为工作台的主视图。

图4为置于工作台条形槽内的锁紧钉的结构示意图。

图5为调节架的结构示意图。

图6为万能卡具的结构示意图。

图7为图6的俯视图。

图8为锥度规卡具的结构示意图。

图9为螺距规压紧架的结构示意图。

图10为图9的俯视图。

图11为辅助支撑的结构示意图。

具体实施方式：

请参见图1～图11，详细给出本发明的具体实施例，其具体结构如下：在一底板1上设有一高精度工作台2，底板1为一具有较大平面的基座，其下还可设有多个可调的地脚螺钉40，即可支撑底板1，亦可通过调节地脚螺钉40调节底板1的水平度，以确保校对精度，底板1上设有一高精度的工作台2，工作台2有一条形槽4，条形槽4内设有锁紧被固定卡具的具有V型槽19的锁紧钉7和锁紧条8；工作台2一端设有一万能夹具3，该万能夹具可通过螺钉41与工作台2固定连接，亦可通过工作台2的锁紧条8与锁紧钉7与工作台2连接；上述的万能夹具3可卡装多种单向仪，特别适合卡装圆盘状单向仪，在工作台2的条形槽4的适当位置设有安置标准位移装置的调节架5，调节架5在条形槽4内可滑动位移再定位固定，在工作台2一侧的底板1上设有锥度规卡具6；通过调节架5上设置的标准位移装置产生一个标准位移并作用于上述的万能夹具3或锥度规卡具6上的单向仪，单向仪给出一对应的标准位移的标对参数的量值，通过两参数的对比，可得到单向仪的测定参数的测量精度。

所述的有一条形槽4，条形槽4内设有锁紧被固定卡具的具有V型槽19锁紧钉7和锁紧条8，锁紧钉7和锁紧条8可将卡具或调节架5等固定在条形槽4的适当位置；在条形槽4内还可设有螺距规压紧架，螺距规压紧架的结构为一压紧架座9，其上的螺纹孔内设有一螺杆10和螺母11及一压板12，压板12一端另设有一压板顶丝13，压紧架座9的底孔14与水平孔42内的调节架顶丝15相通；使用时，锁紧钉7与锁紧条8将压紧架座9固定在条形槽4内，螺距规适当部位置于压板12与压紧架座9之间，通过旋动压板顶丝13可将螺距规固定，如螺距规与标准位移装置轴向有高低差时，可旋动调节顶丝15，调节顶丝15端部的斜面作用于锁紧钉7侧壁上的V型槽19的斜面，可使螺距规上下有一微小的位移，或也可对调节架5上的标准位移装置进行高低调节，以达到轴向对正的目的。

所述的万能夹具3可卡装多种单向仪，特别是圆盘状的仪器，其具体结构是：有一可与工作台2固定连接的卡具垫16，卡具垫16上设有一条状平台17，条状平台17两端分别设有支撑块18，手轮19通过支撑块18与可在条状平台17上滑动位移的卡具块20连接；通过手轮19的旋动可驱动卡具块20的位移进而卡住单向仪，上述的卡具垫16有一凹部21，以便于安置单向仪，同时卡具块20的夹持部位有一V型夹持端22，两对称设置的V型夹持端22特别适合稳定地夹持圆盘状单向仪，同时也可夹持其它形状的单向仪，上述的V型夹持端22可为台阶状而使每一卡具块20具有高低不同的二个V型夹持端，以更方便卡装单向仪；万能夹具3的卡具垫16的底部可通过螺钉41与工作台2固定，亦可在卡具垫16的底部设有一孔(图中未示出)置入锁紧钉7而将万能夹具3固定在工作台2的条形槽4内。

所述的锥度规卡具6主要是卡架锥度规的，当然亦可卡架其它适合卡装的其它单向仪，所述的锥度规卡具6的结构是：有一锥度规卡具座23与工作台2平行设置，卡具座23上设有一压板24和穿过压板24的压紧螺钉25；将锥度规置于卡具座23和压板24之间，则可将锥度规夹持定位(如图所示)；上述的压板24的结构可以是压板上具有二个通孔以穿过压紧螺钉25，或压板24一端有一通孔，该通孔供压紧螺钉25穿过，压板24的另一端为一缺口，以与另一压紧螺钉25配合，上述结构特别有利于锥度规的安装，可大为提高卡装效率。

所述的调节架5主要是安装标准位移发生装置的，所述的标准位移发生装置可选微分鼓轮39(如图1所示)，调节架5的结构是：有一调节架芯外壳26，其内设有一可上下位移的提升装置，外壳26一侧壁有一条状开口27，并设有一测头顶丝28，另一侧壁有一螺纹孔并设有提升装置顶丝29，上端开口处设有一上压盖30，下部设有一调节架顶丝31和可置入锁紧钉的底孔32；使用时可将标准位移发生装置如微分鼓轮39(可参见图1、图2)置于提升装置上，通过提升装置进行大尺寸的上下对位，或通过底孔32内的锁紧钉7的V型槽19与调节架顶丝31的斜面相互作用对提升装置作上下的微量位移调节，测头顶丝28与提升装置顶丝29是起到对标准位移发生装置和提升装置的压迫定位；所述的提升装置为一具有一空腔33的构件34，其对应外壳侧壁具条状开口处有一螺孔通孔，其上部一体设有一螺栓或分体设有一螺栓35，螺栓35通过上压盖30的通孔后设有一提升螺母36，空腔33内设有一铜套37；旋动提升螺母36，可使具有空腔33的构件34上下位移，铜套37对置于其内的微分鼓轮39起到保护作用。

实际使用中，一般锥度规的尺寸较大，利用锥度规夹具6夹持住锥度规的某位置，但整个锥度规的自重有可能会使锥度规局部产生微小变形而影响其测量精度；在工作台2的一端设有一高度可调的辅助支撑38，或/和在底板1上还设有另一辅助支撑38，上述辅助支撑38可支撑锥度规的某一部位，则可消除上述变形的可能；如使用两个辅助支撑38，则辅助支撑38的设置位置与锥度规夹具6三者形成近似等腰三角形分布为最佳，当然不应受此限制；所述的辅助支撑38为一支撑座43，支撑座43上有一可旋动的螺栓44，螺栓44的顶端有一平板或圆板45，旋动螺栓44则可调整支撑的高度。

所述的校对装置还可设有数据读取装置，该数据读取装置为现有技术，其作用是读取被校对单向仪给出的数据，并还设有数据处理装置，该数据处理装置亦为已有技术，读取装置与数据处理装置连接进行所需的数据处理，则可大为提高校对精度，避免人工读取的人为误差，有利于校对的精度。

本发明给出的具体实施方式极大提高了管材参数测定单向仪的校对工作效率，基本可满足对现有的各类单项参数测量仪的校对要求，其多点卡装或多类型卡夹具的同时存在，无须对大尺寸的单向仪如锥度规进行拆解就可进行检测。本发明的各类卡具不仅卡装方便，且还具有个方向的调节功能，本发明公开的校对装置可为多行业提供校准服务，具有良好的推广应用前景。

Claims (8)

1.一种石油螺纹单项参数检查仪校准装置，其特征在于在一底板(1)上设有一高精度工作台(2)，工作台(2)一端设有一万能夹具(3)，并在工作台(2)的条形槽(4)的适当位置设有安置标准位移装置的调节架(5)，在工作台(2)一侧的底板(1)上设有锥度规卡具(6)，所述的万能夹具(3)的结构是：有一可与工作台(2)固定连接的卡具垫(16)，卡具垫(16)上设有一条状平台(17)，条状平台(17)两端分别设有支撑块(18)，手轮(19)通过支撑块(18)与可在条状平台(17)上滑动位移的卡具块(20)连接，卡具垫(16)有一凹部(21)，卡具块(20)的夹持部位有一V型夹持端(22)或具台阶状的两个V型夹持端。

2.按权利要求1所述的石油螺纹单项参数检查仪校准装置，其特征在于所述的工作台(2)有一条形槽(4)，条形槽(4)内设有锁紧被固定卡具的具有V型槽(19)的锁紧钉(7)和锁紧条(8)，在条形槽(4)内还设有螺距规压紧架，螺距规压紧架的结构是有一压紧架座(9)，其上的螺纹孔内设有一螺杆(10)和螺母(11)及一压板(12)，压板(12)一端另设有一压板顶丝(13)，压紧架座(9)的底孔(14)与一水平孔内的调节架顶丝(15)相通。

3.按权利要求1所述的石油螺纹单项参数检查仪校准装置，其特征在于所述的锥度规卡具(6)的结构是：有一锥度规卡具座(23)与工作台(2)平行设置，卡具座(23)上设有一压板(24)和穿过压板(24)的压紧螺钉(25)。

4.按权利要求3所述的石油螺纹单项参数检查仪校准装置，其特征在于所述的压板(24)一端有一通孔供压紧螺钉(25)穿过，压板(24)的另一端为一缺口以与另一压紧螺钉(25)配合。

5.按权利要求1所述的石油螺纹单项参数检查仪校准装置，其特征在于所述的调节架(5)的结构是：有一调节架芯外壳(26)，其内设有一可上下位移的提升装置，外壳(26)一侧壁有一条状开口(27)并设有一测头顶丝(28)，另一侧壁有一螺纹孔并设有提升装置顶丝(29)，上端开口处设有一上压盖(30)，下部设有一调节架顶丝(31)和可置入锁紧钉的底孔(32)。

6.按权利要求5所述的石油螺纹单项参数检查仪校准装置，其特征在于所述的提升装置为一具有一空腔(33)的构件(34)，其对应外壳侧壁具条状开口处有一螺孔通孔，其上部一体设有一螺栓(35)，螺栓(35)通过上压盖(30)的通孔后设有一提升螺母(36)，空腔(33)内设有一铜套(37)。

7.按权利要求1或2或3或4或5或6所述的石油螺纹单项参数检查仪校准装置，其特征在于所述的工作台(2)的一端设有一高度可调的辅助支撑(38)，或/和在底板上还设有另一辅助支撑(38)。

8.按权利要求7所述的石油螺纹单项参数检查仪校准装置，其特征在于所述的石油螺纹单项参数检查仪校准装置还设有数据读取装置，可对测量数据直接读取，数据读取装置与数据处理装置连接进行所需的数据处理。

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