[发明专利]便携式石油管内螺纹锥度测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及石油领域，特别涉及一种便携式石油管内螺纹锥度测量仪，是石油管内螺纹锥度的专用计量工具。

背景技术

石油管螺纹是带有一定锥度的螺纹，其锥度定义为螺纹中径在单位长度上的增加量，通常指一英寸长度上的增加量。锥度按标准要求分锥度1：16、1：12、1：6或1：4。为保证石油管在钻采过程中的安全，在各类标准及规范中对石油管螺纹各项参数均有明确的检测要求，来确保石油套管连接螺纹的加工尺寸精度和互换性，以提高石油管螺纹连接的安全可靠性。

而锥度是评价螺纹加工质量、螺纹磨损或者变化情况非常重要的一个参数。根据API（美国石油标准学会）Spec 5B-2008《套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范》及API Spec 7-2-2008《旋转台肩式螺纹连接的加工、测量和检验规范》中要求，锥度应按标准规定测量位置和测量步骤用专用的测量仪器进行锥度测量。

现有的石油管内螺纹锥度测量仪存在下述问题：内螺纹测量过程中螺纹牙数因石油管内螺纹接头结构特征不易准确读出，测量时极容易错扣；需要多步骤才能完成锥度测量，测量过程繁琐；且无法保证锥度测量在同一母线上；测量需要具备丰富检测经验的检测人员方可保证检测数据的准确性。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种便携式石油管内螺纹锥度测量仪，可一次性完成石油管内螺纹锥度的测量，大幅降低对检测人员检测经验方面的要求，并且检测数据准确可靠，方便检测使用。所述技术方案如下：

一种便携式石油管内螺纹锥度测量仪，包括主框架、滑杆、锁紧螺钉、测量爪、位移传感器、测头及数字显示盒，其中，所述主框架、所述滑杆、所述测量爪以及所述测头球心均在同一平面上；

所述主框架包括在同一平面内的主杆和手柄，所述主杆与所述手柄相连并形成回型封闭结构，所述主杆包括两根管体，所述两根管体等长，所述两根管体在同一平面相互平行且间隔设置；

所述滑杆包括左滑杆和右滑杆，所述左滑杆和所述右滑杆均垂直套接所述两根管体上，并且均与所述两根管体形成间隙配合，所述锁紧螺钉包括左锁紧螺钉和右锁紧螺钉，所述左滑杆通过所述左锁紧螺钉与所述主杆锁定，所述右滑杆通过所述右锁紧螺钉与所述主杆锁定；

所述测量爪包括左下测量爪、左上测量爪、右下测量爪和右上测量爪，所述测量爪均与所述主杆平行，所述测量爪均等长，所述测量爪内均安装有弹簧，使得所述测量爪始终受指向所述测头的力，其中，所述左下测量爪和所述左上测量爪分别装配在所述左滑杆上，所述右下测量爪和所述右上测量爪分别装配在所述右滑杆上，所述左下测量爪和所述右下测量爪距所述主杆的距离相等，所述左下测量爪和所述左上测量爪相距单位长度，右下测量爪和右上测量爪也相距单位长度；

所述位移传感器包括四个，所述四个位移传感器分别设置在所述测量爪与其相对应的所述滑杆的连接处；

所述测头包括四个，所述四个测头分别与所述测量爪的测量端螺纹连接，在未工作状态下，所述左测下测量爪及所述左上测量爪对应的两个测头连线、以及所述右测下测量爪及所述右上测量爪对应的两个测头连线均垂直于所述主杆；

所述数字显示盒设置在所述主杆的中间，所述数字显示盒中设有单片机，所述数字显示盒上设有电源开关按钮、回零按钮、螺纹类型选择按钮和数字显示屏。

具体地，所述所有的位移传感器、所述单片机以及所述数字显示盒之间通过电缆形成电路。

具体地，测得的石油管内螺纹锥度通过修正后为|(D₁-D₂)cos(φ-θ)/cosφ|，并通过所述数字显示盒上的所述螺纹类型选择按钮选择对应的修正系数cos(φ-θ)/cosφ，其中，

D₁为所述左上测量爪对应的位移传感器和所述右上测量爪对应的位移传感器之间的传输数字信号的差值；

D₂为所述左下测量爪对应的位移传感器和所述右下测量爪对应的位移传感器之间的传输数字信号差值的最大值，

θ为理论半螺旋升角，

φ为理论半锥角。

进一步地，所述的便携式石油管内螺纹锥度测量仪还包括加长杆，所述加长杆设于所述测量爪与所述测头之间。

具体地，所述单位长度为一英寸。