[发明专利]一种测量划眼器滚轮公转外切圆直径的量具及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量划眼器滚轮公转外切圆直径的量具及测量方法，属于产品测量及量具技术领域。

背景技术

在石油钻井过程中，遇到硬地层或研磨性岩层，钻头磨损加剧直径变小，导致钻出的井眼达不到标准尺寸，影响后续的下井作业，通常采用划眼器扩钻井眼达到标准井径。三滚轮划眼器是目前使用较多一种扩眼工具。

三滚轮划眼器主要构件是一个中部直径较大、两端直径较小的圆柱主体和三个滚轮。主体中部大直径圆柱面上沿圆周均布有三个凹槽，在凹槽中装有滚轮，滚轮表面敷焊坚硬的磨齿。主体一端小圆柱与上部钻杆螺纹连接传递转动，带动三个滚轮如同行星轮一般的公转，滚轮的坚硬磨齿咬入井壁破碎岩石的同时自转，划出规整标准的井眼直径。为了保证装配后三滚轮的外切圆直径满足图纸要求，在加工过程中，需要随时掌握滚轮的外圆直径，以确定滚轮的加工余量和划眼器产品的最终外圆尺寸。

目前测量滚轮划眼器公称外圆直径的通用方法是将敷焊坚硬磨齿的滚轮磨圆后装配在圆柱体的凹槽中，用通环规和止环规先后圈套三个滚轮，若通环规通过而止环规不通过则判产品合格。否则卸下滚轮，重新加工滚轮外圆尺寸后，再次进行装配测量。如此需反复多次才能满足尺寸要求。

目前的测量方法存在以下问题：

1、滚轮的三点外切圆直径市售通用量具不能直接检测，适合环规测量法，但对于直径较大的环规在制作时容易造成椭圆且环规较重制作难度大。划眼器系列规格较多，每一个规格都需要两个环规（通环规和止环规），量具需求量大，制造量具工期长，成本高。

、测量过程中环规套入工件时，环规大不易端平容易造成倾斜产生测量误差，因此装配时不敢一次将滚轮尺寸磨到位，需进行上下多次的试装后才能完成装配。造成工人劳动强度大、装配工期长、尺寸误差大的结果。

、三个滚轮的外切圆直径被认定为划眼器生产的标准井径，忽略了与主体的同轴度问题，其实三个滚轮各自的公转外切圆直径可能相差很大，而这将直接导致钻杆偏载旋转太大，对钻杆和滚轮都非常有害，因此产品质量不可靠。并且，再去检测环规法测得的外切圆直径与主体的同轴度测量其过程非常复杂。或者让滚轮划眼器转动起来直接检测公转外切圆直径更困难，因为滚轮划眼器最大规格直径可达913mm、重量3000kg以上，所需要的检测设备和方法更不经济。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种测量划眼器滚轮公转外切圆直径的量具及测量方法。用一套量具替代上百个环规。以降低生产成本。测量基准与设计基准重合以提高测量精度和产品质量。测量过程操作简单，以减轻工人劳动强度大、缩短了装配工期。

本发明的技术方案：

一种测量划眼器滚轮公转外切圆直径的量具，包括经螺栓连接的下V形铁和上V形铁；上V形铁的顶面中央设有支撑杆，支撑杆上设有可在支撑杆上轴向移动的测量座，支撑杆上设有至少两个定位螺母；测量座上设有测杆，测杆上设有测量仪表。

前述量具中，所述支撑杆与上V形铁的顶面垂直，支撑杆为圆柱形或圆管形，支撑杆的外圆设有螺纹。

前述量具中，所述测量座为L形，测量座上设有两个相互垂直的安装孔，一个安装孔套在支撑杆上，另一个经测杆与测量仪表连接。

前述量具中，所述测量仪表为百分表或千分表，测量仪表经紧定螺钉与测杆连接。

用前述量具测量划眼器的方法，该方法首先将量具安装在划眼器的小端圆柱段d上，小端圆柱段d已严格要求与端口连接螺纹的同轴度；然后按以下步骤测量划眼器外圆误差：

①、上下调整量具上测量仪表的高度，使测量仪表的表头刚好接触到划眼器小外圆表面，将测量仪表调“0”；

②、用千分尺实测划眼器小外圆直径为d；

③、按公式L=（D-d）÷2计算测量座上移距离L：式中D为设计的滚轮公转外切圆直径；

④、松开定位螺母将测量座上移距离L，同时将测量座在支撑杆上旋转180度，使测量仪表的表头位于被测滚轮上方，然后再通过定位螺母将测量座固定；

⑤、读取测量仪表的读数△d,△d值就是划眼器上滚轮的正误差，即需要磨削的余量。

、根据权利要求5所述测量方法，其特征在于：所述将量具安装在划眼器的小直径段d上的安装步骤如下：