OA16943A

OA16943A - Device for measuring an internal or external profile of a tubular component.

Info

Publication number: OA16943A
Application number: OA1201400292
Authority: OA
Inventors: Régis Moreau; Pierre Martin
Original assignee: Vallourec Oil And Gas France; Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2016-01-25

Abstract

Ce dispositif (20) comprend un premier capteur (22) d'une mesure radiale du composant tubulaire (12) et un support (24) apte à entraîner le premier capteur (22) selon une trajectoire circulaire dans un plan prédéfini orthogonal à l'axe principal du composant (12). En particulier, le support (24) comprend un corps principal (26) apte à être fixé par des moyens de fixation libérables (28) au composant et un arbre de rotation (30) sur lequel est fixé un bras (32) portant le premier capteur (22) pour permettre le déplacement du premier capteur (22) selon une trajectoire circulaire à l'intérieur ou autour du composant (12). En outre, le dispositif (20) comprend un deuxième capteur de mesure (34) d'une position angulaire du premier capteur (22) pour chacune de ses mesures radiales, les mesures radiales et angulaires obtenues permettant de déterminer le profil du composant (12) dans le plan prédéfini (P). This device (20) comprises a first sensor (22) of a radial measurement of the tubular component (12) and a support (24) capable of driving the first sensor (22) along a circular path in a predefined plane orthogonal to the main axis of the component (12). In particular, the support (24) comprises a main body (26) adapted to be fixed by releasable fixing means (28) to the component and a rotation shaft (30) on which is fixed an arm (32) carrying the first sensor (22) to allow movement of the first sensor (22) in a circular path in or around the component (12). In addition, the device (20) comprises a second sensor (34) for measuring an angular position of the first sensor (22) for each of its radial measurements, the radial and angular measurements obtained making it possible to determine the profile of the component (12). ) in the predefined plane (P).

Description

La présente invention concerne un dispositif de mesure d'un profil interne ou externe d'un composant tubulaire. Elle s'applique plus particulièrement mais non exclusivement à la mesure du profil interna ou externe de composants tubulaires destinés à l'exploitation pétrolière ou 10 gazière.The present invention relates to a device for measuring an internal or external profile of a tubular component. It applies more particularly but not exclusively to the measurement of the internal or external profile of tubular components intended for oil or gas exploitation.

Un tel composant tubulaire comprend généralement une extrémité filetée de type mâle ou femelle apte à être vissée avec une extrémité respectivement de type femelle ou mâle d'un autre composant tubulaire. La 15 présence de défauts d'épaisseur ou de circularité de ces tubes est donc particulièrement critique notamment pour assurer un couplage satisfaisant des composants entre eux. Ainsi, la présence de tels défauts peut générer de la fatigue et donc des fissures dans les composants tubulaires, au niveau du couplage des composants tubulaires défectueux. En outre, ces défauts 20 dimensionnels risquent de provoquer des problèmes d’étanchéité car les Interférences radiales au niveau des portées d'étanchéité et des filetages n'ont pas les valeurs optimales pour assurer l’étanchéité du couplage. Enfin, lorsque les filetages ont des dimensions dépassant les tolérances dimensionnelles désirées, il y a un risque de rupture de la colonne de tubes 25 lors de l'exploitation du puits.Such a tubular component generally comprises a threaded end of the male or female type capable of being screwed with an end respectively of the female or male type of another tubular component. The presence of defects in thickness or circularity of these tubes is therefore particularly critical in particular to ensure satisfactory coupling of the components to one another. Thus, the presence of such defects can generate fatigue and therefore cracks in the tubular components, at the level of the coupling of the defective tubular components. In addition, these dimensional defects may cause sealing problems because the radial interferences at the sealing faces and threads are not at the optimum values for sealing the coupling. Finally, when the threads have dimensions exceeding the desired dimensional tolerances, there is a risk of rupture of the column of tubes 25 during the operation of the well.

Par conséquent de tels composants tubulaires font l'objet de contrôle de qualité après leur fabrication. Le contrôle consiste essentiellement en une mesure de diamètres notamment en vue d’une détection d'ovalité. Des 30 composants présentant de tels défauts doivent donc être Identifiés pour être éventuellement rejetés.Consequently, such tubular components are subject to quality control after their manufacture. The check essentially consists of measuring diameters, in particular with a view to detecting ovality. Components exhibiting such defects must therefore be identified in order to possibly be rejected.

Il est nécessaire de vérifier que les caractéristiques dimensionnelles des composants ainsi fabriqués respectent un ensemble de tolérances 35 acceptables prédéfinies. Ces opérations de contrôle sont essentielles pour permettre d'identifier tout composant tubulaire défectueux et devant être rejeté. Ces opérations de contrôle de qualité doivent être les plus précises possibles, répétables et efficaces.It is necessary to verify that the dimensional characteristics of the components thus manufactured comply with a set of predefined acceptable tolerances. These checks are essential to identify any defective tubular component that must be rejected. These quality control operations must be as precise as possible, repeatable and efficient.

Il est déjà connu dans l’état de la technique, un outil de calibrage, permettant la mesure de diamètres Internes ou externes d’un composant tubulaire. Cet outil comprend un support portant deux organes de contact : un fixe et un mobile. Le support est agencé de manière à ce que les deux organes de contact soient disposés l’un en face de l'autre sur le composant à tester et à une distance réglable pour permettre une adaptation de l'outil en fonction du diamètre du composant Ainsi, l’opérateur règle au préalable la distance séparant les deux organes sur un composant étalon ayant un profil Idéal et dispose le support sur le composant à tester. Un Indicateur à aiguille permet de lire le résultat de la mesure correspondant au déplacement de l'organe mobile de contact par rapport à la mesure de référence effectuée lors de l'étalonnage.It is already known in the state of the art, a calibration tool, allowing the measurement of internal or external diameters of a tubular component. This tool comprises a support carrying two contact members: a fixed and a mobile. The support is arranged so that the two contact members are arranged one opposite the other on the component to be tested and at an adjustable distance to allow adaptation of the tool according to the diameter of the component. , the operator first sets the distance separating the two components on a standard component having an Ideal profile and places the support on the component to be tested. A needle indicator makes it possible to read the result of the measurement corresponding to the displacement of the movable contact member relative to the reference measurement made during calibration.

Pour détecter un défaut de circularité, l’opérateur tourne l’outil dans un même plan axial, autour du composant tubulaire, pour déterminer un diamètre minimal et un diamètre maximal. SI l’écart entre ces deux mesures est trop Important par rapport aux tolérances souhaitées, le composant est alors rejeté. L’inconvénient de cet outil est qu'il nécessite que l'opérateur soit expérimenté pour réaliser une mesure fiable et reproductible. En effet, la rotation de l’outil autour du composant nécessite une grande habitude pour maintenir t*outïi dans le plan axial ainsi que sur un diamètre du cercle et non sur une corde d'un arc de ce cercle. Ainsi, les mesures varient d’un opérateur à l’autre selon l'expérience de ce dernier et sont donc peu fiables.To detect a circularity defect, the operator turns the tool in the same axial plane, around the tubular component, to determine a minimum diameter and a maximum diameter. If the difference between these two measurements is too great compared to the desired tolerances, the component is then rejected. The downside of this tool is that it requires the operator to be experienced to make a reliable and repeatable measurement. Indeed, the rotation of the tool around the component requires a great practice to maintain all the tool in the axial plane as well as on a diameter of the circle and not on a chord of an arc of this circle. Thus, measurements vary from operator to operator depending on the operator's experience and are therefore unreliable.

On connaît encore dans l'état de la technique, notamment du document EP 2194 358, un dispositif de mesure comprenant un capteur optique monté sur un support, le support étant fixé sur un banc. Ce dispositif est par conséquent peu adapté pour réaliser des mesures rapides et efficaces de différents composants tubulaires au vu notamment de la complexité de mise en oeuvre.Also known in the state of the art, in particular from document EP 2194 358, is a measuring device comprising an optical sensor mounted on a support, the support being fixed on a bench. This device is therefore not very suitable for carrying out rapid and efficient measurements of various tubular components in view in particular of the complexity of implementation.

Ainsi, Il existe un besoin de fournir un dispositif de mesure, notamment de profils internes ou externes de composants tubulaires, étant facile à manipuler et à transporter, permettant des mesures fiables et Indépendantes de l'opérateur effectuant les mesures.Thus, there is a need to provide a measuring device, in particular of internal or external profiles of tubular components, being easy to handle and transport, allowing reliable measurements and independent of the operator performing the measurements.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure d’un profil externe ou interne d'une portion d'extrémité d’un composant tubulaire, comprenant un premier capteur d'une mesure radiale du composant tubulaire par rapport à une référence prédéfinie et un support apte à entraîner le 10 premier capteur selon une trajectoire circulaire dans un plan prédéfini orthogonal à l'axe principal du composant, caractérisé en ce que le support comprend un corps principal apte à être fixé par des moyens de fixation libérables au composant et un arbre mobile en rotation par rapport au corps sur lequel est fixé un bras portant le premier capteur pour permettre le 15 déplacement du premier capteur selon une trajectoire circulaire à l'intérieur ou autour du composant tubulaire, et en ce que lo dispositif comprend un deuxième capteur de mesure d'une position angulaire du premier capteur pour chaque mesure radiale du premier capteur, les mesures radiales et angulaires des premier et deuxième capteurs permettant de déterminer le 20 profil du composant dans le plan prédéfini.To this end, the invention relates to a device for measuring an external or internal profile of an end portion of a tubular component, comprising a first sensor for a radial measurement of the tubular component with respect to a predefined reference and a support capable of driving the first sensor along a circular path in a predefined plane orthogonal to the main axis of the component, characterized in that the support comprises a main body adapted to be fixed by releasable fixing means to the component. component and a movable shaft in rotation with respect to the body on which is fixed an arm carrying the first sensor to allow movement of the first sensor in a circular path inside or around the tubular component, and in that the device comprises a second sensor for measuring an angular position of the first sensor for each radial measurement of the first sensor, the radial and angular measurements of the first and second sensors urs for determining the profile of the component in the predefined plane.

Grâce à l'invention, du fait que le support est fixé par des moyens de liaisons libérables, Il est simple de déplacer le dispositif de mesure d'un composant à l'autre. Par ailleurs, le dispositif est Intégralement porté, grâce 25 au support particulier selon l’invention, par le composant tubulaire à mesurer. Ainsi, le corps principal du dispositif est apte à être directement fixé par les moyens do fixation au composantThanks to the invention, because the support is fixed by releasable connection means, it is simple to move the measuring device from one component to another. Furthermore, the device is fully carried, thanks to the particular support according to the invention, by the tubular component to be measured. Thus, the main body of the device is able to be directly fixed by the fixing means to the component.

De préférence, le support est porté par le composant à mesurer.Preferably, the support is carried by the component to be measured.

Par ailleurs, la fiabilité des mesures est Indépendante de l'opérateur puisque, une fols le support fixé au composant, Il suffit de mettre en rotation l'arbre qui entraînera en rotation avec lui les capteurs de mesures radiales et angulaires. Ces deux mesures qui déterminent parfaitement un point dans un «Moreover, the reliability of the measurements is independent of the operator since, once the support is fixed to the component, it suffices to set the shaft in rotation which will cause the radial and angular measurement sensors to rotate with it. These two measures which perfectly determine a point in a "

« repère de coordonnées polaires permettent de remonter à un profil externe (respectivement interne) du composant. La précision en est donc accrue."Polar coordinate system allow you to go back to an external profile (respectively internal) of the component. The precision is therefore increased.

En outre, le dispositif est facilement transportable d'un composant à l'autre grâce notamment aux moyens de liaison libérables avec lesquels le support est fixé au composant.In addition, the device is easily transportable from one component to another thanks in particular to the releasable connection means with which the support is fixed to the component.

De préférence, le premier capteur est de type avec ou sans contact, par exemple de type inductif ou de type à détection optique.Preferably, the first sensor is of the type with or without contact, for example of the inductive type or of the optical detection type.

Dans un mode de réalisation préféré, le bras est configuré pour permettre un réglage en translation axiale et radiale du capteur par rapport au composant.In a preferred embodiment, the arm is configured to allow adjustment in axial and radial translation of the sensor relative to the component.

Le réglage en translation axiale et radiale du premier capteur facilite l'adaptation du dispositif de mesure à différentes diamètres de tubes maïs également pour un même tube une adaptation du dispositif à des mesures de profils Interne ou externe du composant.The adjustment in axial and radial translation of the first sensor facilitates the adaptation of the measuring device to different diameters of corn tubes, also for the same tube, adaptation of the device to measurements of internal or external profiles of the component.

De préférence, le dispositif comprend un moyen d'actionnement pour entraîner l'arbre en rolation de type à manivelle. Cet agencement simple permet à un opérateur quelconque d'utiliser le dispositif sans aucune connaissance préalable. Par ailleurs, grâce à l'invention, l’opérateur a une grande tolérance quant à la vitesse de rotation de l'arbre et de l'accélération. Ce dispositif est donc très facile à mettre en œuvre.Preferably, the device comprises an actuating means for driving the crank-type shaft in rotation. This simple arrangement allows any operator to use the device without any prior knowledge. Moreover, thanks to the invention, the operator has a great tolerance as to the speed of rotation of the shaft and the acceleration. This device is therefore very easy to implement.

De préférence, le corps principal comprend un montant le long duquel les moyens de liaison libérables sont réglables en position. De même, grâce à ces moyens de réglage, il est aisé d'adapter le dispositif de mesure aux différents types de tubes existants.Preferably, the main body comprises an upright along which the releasable connection means are adjustable in position. Likewise, thanks to these adjustment means, it is easy to adapt the measuring device to the different types of existing tubes.

De préférence, les moyens de liaisons libérables comprennent des pattes de seaage aptes à serrer le composant de l'intérieur ou de l’extérieur. Ainsi, lors de mesures de profil interne (respectivement externe), la présence des moyens de liaisons ne perturbe pas la trajectoire du premier capteur. En variante, les moyens de liaison peuvent être du type à aimantation ou encore du type à clip.Preferably, the releasable connection means comprise seaage tabs capable of clamping the component from the inside or from the outside. Thus, during internal profile measurements (respectively external), the presence of the connection means does not disturb the trajectory of the first sensor. As a variant, the connecting means may be of the magnetization type or of the clip type.

De préférence, le dispositif comprend des moyens de communication avec une unité de calcul d’un profil à deux dimensions à partir des mesures radiales et angulaires fournies respectivement par les premier et deuxième capteurs.Preferably, the device comprises means of communication with a unit for calculating a two-dimensional profile from the radial and angular measurements provided respectively by the first and second sensors.

Dans un mode de réalisation préféré, le deuxième capteur comprend un premier élément fixe solidaire du corps principal et un deuxième élément, monté sur l’arbre de rotation, mobile en rotation par rapport au premier élément Ainsi, le deuxième capteur, tout comme le premier capteur, est également monté sur le support.In a preferred embodiment, the second sensor comprises a first fixed element secured to the main body and a second element, mounted on the rotation shaft, movable in rotation relative to the first element Thus, the second sensor, just like the first sensor, is also mounted on the bracket.

De préférence, le deuxième capteur est un codeur rotatif incrémental.Preferably, the second sensor is an incremental rotary encoder.

L'invention a encore pour objet un procédé de mesure d'un profil interne (respectivement externe) composant tubulaire au moyen d'un dispositif selon l'invention, comprenant les étapes suivantes de :The subject of the invention is also a method for measuring an internal profile (respectively external) tubular component by means of a device according to the invention, comprising the following steps of:

- fixation du corps principal du support du dispositif de mesure au composant avec les moyens de liaisons libérables de manière à ce que l'arbre de rotation coïncide sensiblement avec l'axe principal du composant tubulaire,- fixing of the main body of the support of the measuring device to the component with the releasable connection means so that the rotation shaft substantially coincides with the main axis of the tubular component,

- mise en rotation de l’arbre pour collecter une pluralité de mesures radiales d'un profil interne (respectivement externe) du composant tubulaire et une pluralité de mesures angulaires correspondantes à la pluralité de mesures radiales, • calcul d’un profil interne (respectivement externe) du composant tubulaire au moyen des mesures radiales et angulaires collectées.- rotation of the shaft to collect a plurality of radial measurements of an internal profile (respectively external) of the tubular component and a plurality of angular measurements corresponding to the plurality of radial measurements, • calculation of an internal profile (respectively external) of the tubular component by means of the radial and angular measurements collected.

De préférence, on reproduit une série de mesures dans plusieurs pians le long de l’axe principal du composant tubulaire. Ainsi, on peut déterminer le profil en trois dimensions du composant tubulaire.Preferably, a series of measurements is reproduced in several planes along the main axis of the tubular component. Thus, the three-dimensional profile of the tubular component can be determined.

Dans un mode de réalisation préféré, on réalise, à partir des séries de mesures obtenues dans différents plans, un modèle numérique du profil interne ou externe du composant tubulaire à l'aide d'un programme d'ordinateur et on effectue un calcul par éléments finis sur le modèle numérique pour déterminer le comportement du composant en fonction d'au moins une contrainte physique.In a preferred embodiment, a digital model of the internal or external profile of the tubular component is produced from the series of measurements obtained in different planes using a computer program and a calculation by elements is carried out. finished on the digital model to determine the behavior of the component as a function of at least one physical constraint.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear in the light of the description which follows, given with reference to the appended drawings in which:

- la figure 1 représente une vue en perspective d'un composant tubulaire et d'un dispositif de mesure selon l'invention dans une première configuration du dispositif de mesure ;- Figure 1 shows a perspective view of a tubular component and a measuring device according to the invention in a first configuration of the measuring device;

• la figure 2 représente une vue arrachée en perspective du dispositif de la figure 1 ;• Figure 2 shows a cutaway perspective view of the device of Figure 1;

- la figure 3 représente une vue en coupe transversale du composant et du dispositif de la figure 1;- Figure 3 shows a cross-sectional view of the component and the device of Figure 1;

* la figure 4 représente une vue en perspective du dispositif de mesure de la figure 1 dans une deuxième configuration du dispositif de mesure ; .* Figure 4 shows a perspective view of the measuring device of Figure 1 in a second configuration of the measuring device; .

- la figure 5 représente une vue schématique d’un profil externe du composant tubulaire des figures 1 à 3 dans un plan de mesure P représenté sur la figure 4 ;- Figure 5 shows a schematic view of an external profile of the tubular component of Figures 1 to 3 in a measurement plane P shown in Figure 4;

- la figure 6 est un graphique de résultat montrant le contour du profil externe d'un composant tubulaire obtenu à partir du dispositif de mesure selon l'invention.FIG. 6 is a result graph showing the contour of the external profile of a tubular component obtained from the measuring device according to the invention.

Dn a représenté sur les figures 1 à 4 une installation de contrôle d'un composant tubulaire. Cette installation est désignée par la référence généraleDn has shown in Figures 1 to 4 an installation for testing a tubular component. This installation is designated by the general reference

10.10.

Dans cet exemple décrit, l'installation 10 est destinée à contrôler un composant tubulaire 12 comprenant une portion d'extrémité 14 avec des profils externe 14A et Interne 14B. La portion d'extrémité 14 de ce composant 12 est généralement filetée pour permettre le couplage par vissage avec un autre composant tubulaire (non représenté). Dans l’exemple illustré par les figures, le composant tubulaire 12 comprend une extrémité mâle 16. Ce composant tubulaire a généralement une longueur de plusieurs mètres. Ce composant tubulaire 12 comprend un corps de révolution autour d'un axe principal Z (figure 3). Le profil Interne 14B (respectivement externe 14A) du composant 12 est défini comme étant une enveloppe du composant 12, c'està-dire une enveloppe Interne (respectivement externe) du composant autour de l’axe Z du composant 12. Idéalement, le profil Interne 14B ou externe 14A du composant 12 dans un plan orthogonal à i'axe est parfaitement circulaire. En réalité, ce contour n’est pas parfaitement circulaire et peut présenter notamment une ovalité, comme cela est illustré par la figure S. Sur cotte figure, le profil externe 14A Idéal est représenté en trait en pointillé et le profil interne 14A réel représenté en trait continu. Le composant peut également présenter un défaut d'épaisseur radiale (non représenté).In this example described, the installation 10 is intended to control a tubular component 12 comprising an end portion 14 with external 14A and internal 14B profiles. The end portion 14 of this component 12 is generally threaded to allow coupling by screwing with another tubular component (not shown). In the example illustrated by the figures, the tubular component 12 comprises a male end 16. This tubular component generally has a length of several meters. This tubular component 12 comprises a body of revolution about a main axis Z (FIG. 3). The Internal profile 14B (respectively external 14A) of the component 12 is defined as being an envelope of the component 12, that is to say an internal envelope (respectively external) of the component around the Z axis of the component 12. Ideally, the profile Internal 14B or external 14A of component 12 in a plane orthogonal to the axis is perfectly circular. In reality, this outline is not perfectly circular and may in particular have an ovality, as illustrated by FIG. S. On the figure, the ideal external profile 14A is represented in dotted lines and the real internal profile 14A represented in continuous line. The component may also have a radial thickness defect (not shown).

Comme cela est illustré sur les figures 1 à 4, l'installation de contrôle 10 comprend un dispositif de mesure 20 selon l'invention. Ce dispositif 20 est destiné à mesurer le profil externe 14A ou interne 14B de la portion d'extrémité 14 du composant 12. Dans une première configuration de mesure Illustrée par les figures 1 à 3, le dispositif 20 est destiné à mesurer le profil externe 14A du composant 12. Dans une deuxième configuration de mesure Illustrée par la figure 4, le dispositif 20 est destiné à mesurer le profii Interne 14B du composant 12. On va maintenant détailler le dispositif 20 dans ces deux configurations. Sur ces figures, les éléments analogues sont désignés par des références Identiques.As illustrated in Figures 1 to 4, the monitoring installation 10 comprises a measuring device 20 according to the invention. This device 20 is intended to measure the external profile 14A or internal profile 14B of the end portion 14 of the component 12. In a first measurement configuration illustrated by FIGS. 1 to 3, the device 20 is intended to measure the external profile 14A. of the component 12. In a second measurement configuration illustrated in FIG. 4, the device 20 is intended to measure the internal profile 14B of the component 12. We will now describe the device 20 in these two configurations. In these figures, similar elements are designated by Identical references.

En particulier, ce dispositif 20 comprend un premier capteur 22 d’une mesure radiale du composant tubulaire 12 dans un plan orthogonal prédéfini à l'axe principal Z. On notera par la suite ce plan de mesure P. Ainsi, par mesure radiale, on entend une mesure d'une distance selon une direction radiale du composant tubulaire 12, c'est-à-dire une direction perpendiculaire à l'axe principal Z du composant 12, entre un point M de mesure sur le profil externe 14A (ou Interne 14B) du composant 12 dans le plan et un point de référence des mesures PO également dans le plan P. On a ainsi représenté de façon schématique le profil externe.14A du composant 12 à contrôler dans le plan P de mesure sur la figure S. I! est important de noter que le point de référence PO des mesures effectuées avec le premier capteur 22 de mesures radiales peut ne pas être superposé avec le point central « O » du profil externe ou Interne du composant 12. Ainsi, on voit sur la figure 5 que le point « O » correspondant au centre géométrique du profil externe 14A représenté schématiquement, est distinct du point « PO » d’origine des mesures.In particular, this device 20 comprises a first sensor 22 for a radial measurement of the tubular component 12 in a predefined orthogonal plane to the main axis Z. This measurement plane will be denoted hereinafter P. Thus, by radial measurement, one will note means a measurement of a distance in a radial direction of the tubular component 12, that is to say a direction perpendicular to the main axis Z of the component 12, between a measurement point M on the external profile 14A (or Internal 14B) of the component 12 in the plane and a reference point for the measurements PO also in the plane P. The external profile has thus been shown schematically. 14A of the component 12 to be checked in the measurement plane P in FIG. I! It is important to note that the reference point PO of the measurements made with the first radial measurement sensor 22 may not be superimposed with the central point “O” of the external or internal profile of the component 12. Thus, we see in FIG. 5 that the point “O” corresponding to the geometric center of the external profile 14A shown schematically, is distinct from the point “PO” of origin of the measurements.

Le premier capteur 22 est destiné à être déplacé autour du profil externe 14A ou à l'intérieur du profil interne 14B pour effectuer des mesures radiales. A cet effet, le dispositif 20 comprend un support 24 apte à entraîner le premier capteur 22 selon une trajectoire circulaire prédéfini dans le plan de mesure P.The first sensor 22 is intended to be moved around the external profile 14A or inside the internal profile 14B to perform radial measurements. To this end, the device 20 comprises a support 24 capable of driving the first sensor 22 along a circular path predefined in the measurement plane P.

Dans l'exemple décrit, le capteur 22 est un capteur de type à contact, par exemple de type Inductif. Le capteur 22 comprend de préférence une tête de mesure 22A apte à suivre le contour du profil externe 14A ou interne 14B du composant 12. Ce premier capteur 22 est par exemple un capteur inductif de déplacement linéaire qui fonctionne selon le principe de mesure différentielle. Il convient avec ce type de capteur à mesure différentielle d'effectuer un étalonnage préalable pour ensuite mesurer les variations de déplacement du capteur par rapport à une valeur de référence. Bien entendu, l'invention n’est pas limitée â ce type de capteurs et d'autres capteurs peuvent convenir à cette application, tels qu'un capteur optique, un capteur sans contact, etc.In the example described, the sensor 22 is a sensor of the contact type, for example of the Inductive type. The sensor 22 preferably comprises a measuring head 22A capable of following the contour of the external 14A or internal 14B profile of the component 12. This first sensor 22 is for example an inductive linear displacement sensor which operates according to the differential measurement principle. With this type of differential measurement sensor, it is advisable to carry out a preliminary calibration in order to then measure the variations in displacement of the sensor with respect to a reference value. Of course, the invention is not limited to this type of sensor and other sensors may be suitable for this application, such as an optical sensor, a contactless sensor, etc.

Afin de permettre une manipulation aisée de ce dispositif 20, le support 24 comprend un corps principal 26 apte à être fixé par des moyens de fixation libérables 28 au composant 12. Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 4, le support 24 est fixé à un bord d'extrémité Interne du composant tubulaire 12. Le dispositif 20 est donc avantageusement fixé au composant 12 et peut être facilement installé sur tout autre composant Le support du dispositif de mesure est avantageusement intégralement accroché au composant Ainsi, le dispositif est Intégralement porté par le composant tubulaire.In order to allow easy handling of this device 20, the support 24 comprises a main body 26 adapted to be fixed by releasable fixing means 28 to the component 12. In the example illustrated in FIGS. 1 to 4, the support 24 is attached to an internal end edge of the tubular component 12. The device 20 is therefore advantageously attached to the component 12 and can be easily installed on any other component. The support of the measuring device is advantageously attached to the component. Thus, the device is fully carried by the tubular component.

De préférence et comme cela est illustré sur les figures 1 à 4, le corps principal 26 comprend un montant 26A, destiné è s’étendre selon une direction radiale du composant 12, le long duquel les moyens de liaison libérables 26 sont réglables en position. Ceci permet d’adapter le dispositif 20 aux dimensions des différents composants tubulaires. Par ailleurs, de préférence, les moyens de liaisons libérables 28 comprennent des pattes 28A de serrage aptes à serrer le composant 12 de l'intérieur ou de l'extérieur. Ceci permet de faciliter l'adaptation du dispositif 20 d'une configuration de mesure à l’autre du dispositif.Preferably and as illustrated in Figures 1 to 4, the main body 26 comprises a post 26A, intended to extend in a radial direction of the component 12, along which the releasable connection means 26 are adjustable in position. This makes it possible to adapt the device 20 to the dimensions of the various tubular components. Furthermore, preferably, the releasable connection means 28 comprise clamping tabs 28A capable of clamping the component 12 from the inside or from the outside. This makes it possible to facilitate the adaptation of the device 20 from one measurement configuration to the other of the device.

Dans l'exemple illustré pour la mesure du profil externe, puisque les pattes de serrage 28A serrent le composant 12 de l'intérieur, la trajectoire circulaire du premier capteur 22 autour du composant tubulaire 12 n'est absolument pas gênée par la présence de ces pattes de serrage 28A et donc plus généralement par les moyens de liaisons libérables 28 qui sont à l’intérieur du composant 12. En revanche, sur la figure 4, on volt au contraire que les pattes 28A serrent le composant 12 de l'extérieur ce qui permet un libre parcours du capteur 22 â l'intérieur du composant 12.In the example illustrated for the measurement of the external profile, since the clamping tabs 28A clamp the component 12 from the inside, the circular path of the first sensor 22 around the tubular component 12 is absolutely not hampered by the presence of these clamping tabs 28A and therefore more generally by the releasable connection means 28 which are inside the component 12. On the other hand, in FIG. 4, on the contrary, we see that the tabs 28A clamp the component 12 from the outside this which allows a free path of the sensor 22 inside the component 12.

Afin de permettre l’entraînement en rotation du capteur de mesures radiales 22, le dispositif 20 comprend un arbre 30 de rotation sur lequel est fixé un bras 32 portant le premier capteur 22. De préférence, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif 20 comprend un moyen 33 d'actionnement pour entraîner l'arbre 30 en rotation de type à manivelle. Ainsi, le dispositif de mesure peut être mis en œuvre par un opérateur par simple manipulation de la manivelle 33.In order to allow the rotational drive of the radial measurement sensor 22, the device 20 comprises a rotation shaft 30 on which is fixed an arm 32 carrying the first sensor 22. Preferably, in the preferred embodiment of the invention , the device 20 comprises an actuating means 33 for driving the shaft 30 in rotation of the crank type. Thus, the measuring device can be implemented by an operator by simple manipulation of the crank 33.

De préférence, le bras 32 est configuré pour permettre un réglage en translation axiale et radiale du capteur 22 par rapport au composant Ainsi, dans l’exemple Illustré sur les figures 1 à 4, le bras 32 comprend une première partie 32A s'étendant perpendiculairement à l’arbre 30 et solidaire de l'arbre 30. Pour la configuration de mesure particulière illustrée sur les figures 1 à 3, le bras 32 comprend une deuxième partie 32B qui s'étend parallèlement è l’arbre 30 sur laquelle est monté le premier capteur 22. De ίο préférence, cette deuxième partie 32B est mobile en translation axlalement et radialement par rapport à la première partie 32A.Preferably, the arm 32 is configured to allow adjustment in axial and radial translation of the sensor 22 relative to the component Thus, in the example illustrated in FIGS. 1 to 4, the arm 32 comprises a first part 32A extending perpendicularly. to the shaft 30 and integral with the shaft 30. For the particular measurement configuration illustrated in Figures 1 to 3, the arm 32 comprises a second part 32B which extends parallel to the shaft 30 on which the first sensor 22. Preferably, this second part 32B is movable in translation axlalement and radially relative to the first part 32A.

En revanche, dans la deuxième configuration de mesure Illustrée par la figure 4, le capteur 22 est directement monté sur la première partie 32A. Cette première partie 32A est de préférence réglable en position axiale le long de l'arbre de rotation 30.On the other hand, in the second measurement configuration illustrated by FIG. 4, the sensor 22 is directly mounted on the first part 32A. This first part 32A is preferably adjustable in axial position along the rotation shaft 30.

Le bras 32 est formé par exemple par un ensemble de plaquettes et tiges assemblées entre elles. On voit notamment que la première partie 32A du bras 32 est formée par deux tiges et est fixée à l'arbre par une paire de plaquettes, chaque plaquette comprenant deux trous traversant pour chacune des tiges et une rainure centrale configurée de manière à ce que les deux plaquettes prennent en étau l’arbre de rotation dans l'espace formée par les deux rainures. Bien entendu, d’autres formes et types d'éléments pourront être utilisés pour fabriquer le bras.The arm 32 is formed for example by a set of plates and rods assembled together. It can be seen in particular that the first part 32A of the arm 32 is formed by two rods and is fixed to the shaft by a pair of plates, each plate comprising two through holes for each of the rods and a central groove configured so that the two plates clamp the rotation shaft in the space formed by the two grooves. Of course, other shapes and types of elements could be used to make the arm.

Le premier capteur 22 peut être également déplacé axialement le long du composant tubulaire 12 pour effectuer des mesures de contour de tubes dans plusieurs plans de mesures successifs selon l'axe principal Z. Par ailleurs, le capteur 22 peut être également réglé en position selon une direction radiale, ceci d'une part pour permettre une adaptation du dispositif de mesure 20 aux différents diamètres de composants tubulaires existants mais également pour permettre d’adapter le dispositif en fonction des variations axiales du profil Interne 14B ou externe 14A d'un même composant à contrôler, notamment pour tenir compte d'une éventuelle conicité du composant tubulaire B.The first sensor 22 can also be moved axially along the tubular component 12 to carry out contour measurements of tubes in several successive measurement planes along the main axis Z. Furthermore, the sensor 22 can also be adjusted in position according to a radial direction, this on the one hand to allow an adaptation of the measuring device 20 to the different diameters of existing tubular components but also to allow the device to be adapted according to the axial variations of the internal profile 14B or external 14A of the same component to be checked, in particular to take into account any taper of tubular component B.

Par ailleurs, le dispositif 20 comprend un deuxième capteur 34 de mesure d’une position angulaire du premier capteur 22 pour chaque mesure radiale du premier capteur 22. Les mesures radiales et angulaires des premier 22 et deuxième 34 capteurs permettant de définir parfaitement le profil du composant 10 dans le plan prédéfini P en coordonnées polaires.Furthermore, the device 20 comprises a second sensor 34 for measuring an angular position of the first sensor 22 for each radial measurement of the first sensor 22. The radial and angular measurements of the first 22 and second 34 sensors make it possible to perfectly define the profile of the sensor. component 10 in the predefined plane P in polar coordinates.

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De préférence, le deuxième capteur 34, tout comme le premier capteur 22, est également porté par le support 24. Ce deuxième capteur 34 comprend par exemple un élément fixe 34A solidaire du corps principal du dispositif 10 et un élément mobile 348 par rapport à cet élément fixe 34A, solidaire de l'arbre de rotation 30. Ainsi, le deuxième capteur 34 est de préférence un codeur rotatif. L'élément mobile 34B est par exemple un disque solidaire de l'arbre 30.Preferably, the second sensor 34, like the first sensor 22, is also carried by the support 24. This second sensor 34 comprises for example a fixed element 34A integral with the main body of the device 10 and a movable element 348 relative to this. fixed element 34A, integral with the rotation shaft 30. Thus, the second sensor 34 is preferably a rotary encoder. The movable element 34B is for example a disc integral with the shaft 30.

En outre, les premier 22 et deuxième 34 capteurs de mesure sont reliés à des moyens de pilotage (non représentés) aptes à piloter les capteurs pour qu'ils effectuent des mesures radiale et angulaire synchronisées à une fréquence d'acquisition prédéterminée. Par exemple, la période d’acquisition des mesures est comprise entre 1 milliseconde et 1 seconde.In addition, the first 22 and second 34 measurement sensors are connected to control means (not shown) capable of controlling the sensors so that they perform radial and angular measurements synchronized at a predetermined acquisition frequency. For example, the measurement acquisition period is between 1 millisecond and 1 second.

Par ailleurs, afin de permettre une analyse des résultats, le dispositif 20 comprend des moyens 36 de communication avec une unité de calcul 36 d'un profil Interne ou externe à deux dimensions à partir des mesures radiales et angulaires. Ces moyens de communication 36 sont par exemple filalres. Toutefois, en variante, les moyens de communication 36 peuvent être de type sans fil.Furthermore, in order to allow an analysis of the results, the device 20 comprises means 36 for communication with a calculation unit 36 of an internal or external two-dimensional profile from the radial and angular measurements. These means of communication 36 are, for example, filalines. However, as a variant, the communication means 36 can be of the wireless type.

Avec les mesures radiales R1 à Rn et les mesures angulaires correspondantes Θ1 à On, les points mesurés M1 à Mn sont parfaitement déterminés en coordonnées polaires dans le plan P. Il est ainsi possible de déterminer le profil en deux dimensions du composant tubulaire. L'origine de ce repère en coordonnées polaires est la référence dos mesures « PO » sur la figure 6.With the radial measurements R1 to Rn and the corresponding angular measurements Θ1 to On, the measured points M1 to Mn are perfectly determined in polar coordinates in the plane P. It is thus possible to determine the two-dimensional profile of the tubular component. The origin of this reference in polar coordinates is the reference of the measurements “PO” in figure 6.

La détermination de l'ovalité est obtenue à partir des mesures relevées après un tour complet selon la trajectoire circulaire prédéfinie par les calculs suivants en référence au graphique schématique de ta figure S.The determination of the ovality is obtained from the measurements taken after a complete revolution according to the circular trajectory predefined by the following calculations with reference to the schematic graph of your figure S.

En particulier, le calcul de la position du point central du profil Interne ou externe du composant, noté O(x, y) â partir d'un nombre n de points de mesure Mi (ri, 01) est effectué comme suit, en assimilant ce point central au barycentire des points Mi du profil Interne ou externe :In particular, the calculation of the position of the central point of the Internal or external profile of the component, denoted O (x, y) from a number n of measurement points Mi (ri, 01) is carried out as follows, by assimilating this central point at the barycentire of the points Mi of the Internal or external profile:

O(x) = Σ~ ^xi ~ ^r‘ & )^cos 0 allant de 0°û360° <-i ri x = r(0)cos0O (x) = Σ ~ ^xi ~ ^r '&) ^cos 0 ranging from 0 ° û360 ° <-i ri x = r (0) cos0

O(y) ~ Σ- ^avec 3* = Wsin0_a O (y) ~ Σ- ^with 3 * = Wsin0 _a

Zi n y = r(0)sinÔZi n y = r (0) sinÔ

En outre, les caractéristiques de l’ovale sont déterminées par recherche d'un diamètre minimum (Dmln) et d'un diamètre maximum (Dmax) :In addition, the characteristics of the oval are determined by finding a minimum diameter (Dmln) and a maximum diameter (Dmax):

D min = Min(r_t (0) + r, (0 + π)D min = Min (r _t (0) + r, (0 + π)

Dmax = Max(r_t (θ) + r, (θ + π)Dmax = Max (r _t (θ) + r, (θ + π)

L'ovalité se déduit de la formule :The ovality is deduced from the formula:

Ovalité = |D min- D max[Ovality = | D min- D max [

Par ailleurs, dans une variante non Illustrée par les figures, le dispositif 20 peut également comporter une pluralité de capteurs de mesure radiale du composant tubulaire. Par exemple, les capteurs supplémentaires sont portés par le bras 32 et sont répartis régulièrement le long de Taxe du composant 12. Ceci permet d’effectuer une mesure simultanée de différents diamètres le long de l’axe du composant tubulaire.Furthermore, in a variant not illustrated by the figures, the device 20 can also include a plurality of sensors for radial measurement of the tubular component. For example, the additional sensors are carried by the arm 32 and are distributed regularly along the axis of the component 12. This allows simultaneous measurement of different diameters along the axis of the tubular component.

On va maintenant décrire les principales étapes d'un procédé de mesure d'un profil d'un composant tubulaire 12 au moyen du dispositif 20 selon l’invention. Sur les figures, on a Illustré une étape de mesure d'un profil externe du composant tubulaire 12. Bien entendu, le procédé s'applique également â la mesure d’un profil Interne (figure 4). Dans ce cas, contrairement aux illustrations des figures précédentes, les pattes de serrageWe will now describe the main steps of a method for measuring a profile of a tubular component 12 by means of the device 20 according to the invention. In the figures, there is illustrated a step of measuring an external profile of the tubular component 12. Of course, the method also applies to the measurement of an internal profile (FIG. 4). In this case, unlike the illustrations in the previous figures, the clamping tabs

28A sont aptes à serrer le composant 12 sur un profil externe 14A du tube comme cela est visible sur la figure 4.28A are able to clamp component 12 on an external profile 14A of the tube as can be seen in FIG. 4.

Au cours d’une première étape, un opérateur fixe le corps principal 26 du dispositif 20 de préférence au bord d'extrémité Interne d'un composant étalon pour initialiser le capteur 22 à une valeur de référence. Puis, au cours d'une deuxième étape, l'utilisateur fixe le corps principal du dispositif 20 sur le composant 12 avec les moyens de liaisons libérables 28. Par exemple, on fixe le corps 24 sur le bord Interne par serrage interne du composant tubulaire 12. Ainsi, les pattes de serrage 28A des moyens de liaisons 28 sont plaquées contre la paroi interne du composant tubulaire 12.During a first step, an operator fixes the main body 26 of the device 20 preferably at the inner end edge of a standard component to initialize the sensor 22 to a reference value. Then, during a second step, the user fixes the main body of the device 20 on the component 12 with the releasable connection means 28. For example, the body 24 is fixed on the internal edge by internal clamping of the tubular component. 12. Thus, the clamping tabs 28A of the connecting means 28 are pressed against the internal wall of the tubular component 12.

Par ailleurs, au cours de cette deuxième étape, l'opérateur positionne le corps 26 de manière également â ce que l'arbre de rotation 30 coïncide sensiblement avec Taxe principal Z du composant tubulaire 12. Un des avantages de i’invention est que le non alignement des axes du dispositif et du composant est sans effet sur le calcul des diamètres et de l'ovalité, comme ceia ressort des formules de calcul cl-dessus. Ceci procure une grande souplesse dans la mise en œuvre du dispositif, notamment en termes de tolérance de positionnement du dispositif de mesure.Furthermore, during this second step, the operator positions the body 26 also so that the rotation shaft 30 substantially coincides with the main axis Z of the tubular component 12. One of the advantages of the invention is that the non-alignment of the axes of the device and the component has no effect on the calculation of the diameters and of the ovality, as shown by the calculation formulas above. This provides great flexibility in the implementation of the device, in particular in terms of positioning tolerance of the measuring device.

Puis, au cours d'une troisième étape, l'opérateur met en rotation l’arbre 30 au moyen par exemple de la manivelle 33. Ceci permet de faire tourner le bras 32 portant le capteur 22 ainsi que le disque rotatif 34B du deuxième capteur 34. Au préalable de cette étape, l’opérateur définit une période de mesure, par exemple 10ms, le nombre de points de mesure étant ainsi lié directement à cette période de mesure définie au préalable et à la durée d'un tour.Then, during a third step, the operator rotates the shaft 30 by means for example of the crank 33. This makes it possible to rotate the arm 32 carrying the sensor 22 as well as the rotating disc 34B of the second sensor. 34. Prior to this step, the operator defines a measurement period, for example 10 ms, the number of measurement points thus being directly linked to this measurement period defined beforehand and to the duration of a revolution.

Cette troisième étape permet de collecter une pluralité de mesures radiales en fonction d'un angle du composant tubulaire 12. Le nombre de points de mesure est dans cet exemple défini par la fréquence d’acquisition et la durée d'un tour. Par exemple, pour une durée de tour de 20 secondes et une période d'acquisition de 10ms, le dispositif permet l'acquisition de 2000 points de mesure.This third step makes it possible to collect a plurality of radial measurements as a function of an angle of the tubular component 12. The number of measurement points is in this example defined by the acquisition frequency and the duration of one revolution. For example, for a tour time of 20 seconds and an acquisition period of 10 ms, the device allows the acquisition of 2000 measurement points.

Au cours d'une dernière étape, on calcule avec des moyens Informatiques selon les opérations de calcul décrites précédemment, le profil externe 14A du composant tubulaire 12 dans le plan axial P de mesure à partir des mesures radiales et angulaires collectées. On obtient donc le graphique de la figure 6 représentant le profil externe 14A du composant tubulaire 12. Ce profil externe 14A a été centré sur le point central «O» déterminé conformément aux calculs précédemment décrits. Les résultats de l'exploitation des mesures sont les suivants :During a last step, the external profile 14A of the tubular component 12 in the axial measurement plane P is calculated using computer means according to the calculation operations described above, from the radial and angular measurements collected. The graph of FIG. 6 is therefore obtained representing the external profile 14A of the tubular component 12. This external profile 14A has been centered on the central point “O” determined in accordance with the calculations described above. The results of using the measurements are as follows:

Dmln « 387,949 mmDmln “387.949 mm

Drnaxe 388,142 mmDrnaxe 388,142 mm

Diamètre théorique » 388.055 mmTheoretical diameter »388.055 mm

Ovalité = jDmin- Dmaxj] = 0.193 mmOvality = jDmin- Dmaxj] = 0.193 mm

Dans cet exemple, rovalité est considérée comme acceptable et le composant n'est pas rejeté. On reproduit cette série de mesures dans par exemple quatre plans axiaux différents pour s'assurer que le composant respecte les tolérances prédéfinies également dans les trois autres plans.In this example, rovality is considered acceptable and the component is not rejected. This series of measurements is reproduced in, for example, four different axial planes to ensure that the component complies with the predefined tolerances also in the other three planes.

En outre, de préférence, on réalise, à partir des séries de mesures obtenues dans différents plans, un modèle numérique du profil interne ou externe du composant tubulaire â l'aide d’un programme d'ordinateur et on effectue un calcul par éléments finis sur le modèle numérique pour déterminer le comportement du composant en fonction d'au moins une contrainte physique. Le programme d'ordinateur est par exemple un logiciel de conception assistée par ordinateur (plus généralement connu sous la dénomination CAO).In addition, preferably, a digital model of the internal or external profile of the tubular component is produced from the series of measurements obtained in different planes using a computer program and a finite element calculation is carried out. on the digital model to determine the behavior of the component as a function of at least one physical constraint. The computer program is, for example, computer-aided design software (more generally known under the name CAD).

Bien entendu, d'autres modes de réalisation sont envisageables sans sortir du cadre de l’invention. Ainsi, diverses modifications, peuvent être apportées par l’homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite à titre d'exemple.Of course, other embodiments are conceivable without departing from the scope of the invention. Thus, various modifications can be made by those skilled in the art to the invention which has just been described by way of example.

Claims

1. Device (20) for measuring an external (14 A) or internal (14B) profile of an end portion (14) of a tubular component (12), comprising a first sensor (22) of a radial measurement (R) of the tubular component (12) with respect to a predefined reference (PO) and a support (24) capable of driving the first sensor (22) along a circular path in a predefined plane (P) orthogonal to the 'main axis (Z) of the component (12), characterized in that the support (24) comprises a main body (26) adapted to be fixed by releasable fixing means (26) to the component (12) and a shaft ( 30) movable in rotation relative to the body (26) on which is fixed an arm (32) carrying the first sensor (22) to allow the movement of the first sensor (22) in a circular path inside or around the component tubular (12), and in that the device (20) comprises a second sensor (34) for measuring an angular position (0) of the first sensor (22) for each measurement re radial of the first sensor (22), the radial and angular measurements of the first (22) and second (34) sensors making it possible to determine the profile of the component (12) in the predefined plane (P).

2. Device (20) according to claim 1, wherein the first sensor (22) is of the type without or with contact, for example of the inductive type or of the optical detection type.

3. Device (20) according to either of the preceding claims, wherein the arm (32) is configured to allow adjustment in axial and radial translation of the sensor (22),

4. Device (20) according to any preceding claim comprising an actuating means (33) for driving the shaft (30) in rotation of the crank type.

5. Device (20) according to any one of the preceding claims, wherein the main body (26) comprises an upright along which the releasable connecting means (26) are adjustable in position.

6. Device (20) according to the preceding claim, wherein the releasable connection means (28) comprise clamping tabs capable of clamping the component (‘inside or outside.

7. Device (20) according to any one of the preceding claims, comprising means (36) for communication with a unit for calculating a two-dimensional profile from the radial (R) and angular (6) measurements respectively provided. by the first (22) and second (34) sensors.

8. Device (20) according to any one of the preceding claims, wherein the second sensor (34) comprises a first fixed element (34A) integral with the main body (26) and a second element (34B), movable in rotation by relative to the first element (34A), mounted on the rotation shaft (30).

9. Device (20) according to the preceding claim, wherein the second sensor (34) is a rotary encoder.

10. A method of measuring an internal profile (14B) (respectively external (14A)) of a tubular component (12) by means of a device (20) according to any one of the preceding claims, comprising the following steps from:

fixing of the main body (26) of the support of the device (20) to the component with the releasable connection means so that the shaft (30) substantially coincides with the main axis (Z) of the tubular component (12), rotation of the shaft (30) to collect a plurality of radial measurements (R1 to Rn) of an internal profile (respectively external) of the tubular component (12) and a plurality of angular measurements (01 to On) corresponding to the plurality of radial measurements (RI to Rn),

- Calculation of an internal profile (14B) (respectively external (14A)) of the tubular component (12) by means of the radial (R1 to Rn) and angular (01 to On) measurements collected.

11. Method according to the preceding claim, in which a series of measurements is reproduced in several planes along the main axis (Z) of the tubular component (12).

12. Method according to the preceding claim, in which a digital model of the internal or external profile of the tubular component is produced from the series of measurements obtained in different planes using a computer program and a digital model is carried out. finite element calculation on the digital model to determine the behavior of the component as a function of at least one physical constraint.