[發(fā)明專利]帶螺紋的管的端部形狀測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280064412.0
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN104024790A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 坂井研太;本田達(dá)朗;平岡誠司
• 申請（專利權(quán)）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高精度且迅速地測量被形成于油井管等帶螺紋的管的端部的螺紋部、密封部的形狀的方法。

背景技術(shù)

以往以來，作為將油井管等管的端部彼此之間連結(jié)的方法，應(yīng)用有這樣一種方法：在管的端部外周面形成螺紋部(外螺紋部)而做成帶螺紋的管，通過將一對帶螺紋的管的各螺紋部(外螺紋部)分別與在內(nèi)周面形成有螺紋部(內(nèi)螺紋部)的接頭(箱形接頭)連接，從而將管的端部彼此之間連結(jié)。

當(dāng)形成于管的端部的螺紋部的尺寸精度較低時，與接頭的連接狀態(tài)松弛，而可能導(dǎo)致管彼此之間的連結(jié)被解除而脫落，或在管內(nèi)部流動的流體泄漏到外部。特別是，對于油井管，隨著近年的油井環(huán)境的殘酷化，對螺紋部的尺寸精度、質(zhì)量保證水平的要求也逐年嚴(yán)格化。

圖1是示意地表示油井管的端部形狀的一例子的剖視圖。圖1的(a)表示端部整體的剖視圖，圖1的(b)表示在圖1的(a)中利用附圖標(biāo)記X所表示的圓形區(qū)域的放大圖。

如圖1所示，油井管P的端部包括設(shè)有螺紋牙P1和螺紋槽P2的螺紋部P3、與螺紋部P3相鄰且設(shè)于比螺紋部P3靠管端面E側(cè)的平行部P5、以及與平行部P4相鄰且設(shè)于比平行部P4靠管端面E側(cè)的密封部P4。

而且，隨著近年的油井環(huán)境的殘酷化，作為油井管P，多應(yīng)用有形成有螺紋部P3的管，該螺紋部P3為對螺紋部P3的各螺紋牙P1進(jìn)行劃分的一對齒側(cè)面P6(連接螺紋牙P1的頂部P11和螺紋槽P2的底部P21的面)之中的位于與管端面E側(cè)相反的一側(cè)的齒側(cè)面P6(在管端部彼此之間連結(jié)時，相對于螺紋軸線(螺紋部P3的中心軸線)A方向上的拉力施加負(fù)荷這一側(cè)的齒側(cè)面P6)、即以隨著自螺紋牙P1的頂部P11朝向螺紋槽P2的底部P21而接近管端面E側(cè)的方式傾斜的齒側(cè)面(以下將其稱為鉤狀齒側(cè)面P6h)。

以往，在評價齒側(cè)面P6的角度(與螺紋軸線A的垂線N所成的角度)α、螺紋底部R部(齒側(cè)面P6與螺紋槽P2的底部P21相交叉的部分)P7的曲率時，使用硅橡膠等對螺紋部P3進(jìn)行造型(日文：型取り)。然后，將該造型物切斷為能夠評價齒側(cè)面P6的角度、螺紋底部R部P7的曲率的截面形狀，使用投影儀將其截面的陰影放大投影到透明的膠片上。在透明的膠片上，圖示有與齒側(cè)面P6的角度的容許范圍、螺紋底部R部P7的曲率的容許范圍相對應(yīng)的截面形狀的容許范圍，通過目視確認(rèn)陰影的邊緣是否位于其截面形狀的容許范圍內(nèi)，判定齒側(cè)面P6的角度、螺紋底部R部P7的曲率是否合格。

另外，也有時對密封部P4的頂端R部(密封部P4的臺肩面P41與密封面P42相交叉的部分)P43的曲率進(jìn)行與上述的螺紋部P的情況相同的檢查。

對于上述這樣的檢查，在螺紋部P3、密封部P4的造型、將該造型物切斷為截面形狀等方面需要花費大量的工夫。因此，不得不進(jìn)行對同一生產(chǎn)批量的最初和最后的油井管進(jìn)行檢查等的抽樣檢查，難以進(jìn)行全數(shù)檢查。

另外，由于不過是通過與容許范圍的比較而判定是否合格，因此，難以對螺紋部P3、密封部P4的形狀進(jìn)行定量的評價。

為了解決這樣的問題，在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2中，提案有這樣一種方法(光投影法)：向螺紋槽P2照射平行的光，檢測通過螺紋部P3的光，從而測量螺紋部P3的外形(螺紋部P3表面的凹凸形狀，稱為螺紋輪廓)。若利用該光投影法能夠高精度地測量螺紋部P3的螺紋輪廓，則認(rèn)為也能夠根據(jù)螺紋輪廓高精度地計算出齒側(cè)面P6的角度、螺紋底部R部P7的曲率。

然而，由于螺紋輪廓描繪為曲線，因此，在檢測平行光的上述光投影法中，有時因齒側(cè)面P6隱藏于螺紋牙P1的棱線的陰影中而無法準(zhǔn)確檢測齒側(cè)面P6。特別是，在齒側(cè)面P6為鉤狀齒側(cè)面P6h的情況下，無法忽視因鉤狀齒側(cè)面P6h隱藏于螺紋P1的棱線的陰影中而產(chǎn)生的誤差。

于是，如專利文獻(xiàn)3所述，本申請人們提案了一種使用接觸探頭測量與螺紋部P3的齒側(cè)面P6相關(guān)的形狀的方法。

然而，在專利文獻(xiàn)3所述的方法中，使接觸探頭依次移動，而使安裝于頂端的球狀的觸頭與齒側(cè)面P6接觸從而進(jìn)行測量，因此，必然地測量時間變長，并且無法充分地獲得測量個數(shù)。因此，有時無法高精度地測量齒側(cè)面P6的角度。

另外，由于觸頭具有規(guī)定的尺寸，因此，難以高精度地測量螺紋底部R部P7的曲率。

另外，在上述專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4中，提案有一種檢測螺紋軸線的方法。

專利文獻(xiàn)1：日本國特許第3552440號公報

專利文獻(xiàn)2：日本國特開昭63-212808號公報

專利文獻(xiàn)3：日本國特許第4486700號公報