专利名称：石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻具螺纹测量技术领域，是一种石油钻具螺纹量规校准的专用机械夹持装置。
背景技术：
石油钻具螺纹量规是带有一定锥度的螺纹量规，如锥度l: 4或1:6。钻具螺纹量规包括塞规和环规，塞规和环规成对使用。根据螺纹旋向的不同又分为左旋钻具螺纹量规和右旋钻具螺纹量规。由于用途不同，将钻具螺纹量规分为工作量规、校对量规、地区量规及原始量规四种精度等级，量值溯源关系依次由低到高。工作量规主要用于检验钻杆、钻铤、方钻杆等石油钻具连接用螺纹接头的紧密距值；校对量规主要用于校准工作量规的紧密距值；地区量规主要用于校准校对量规的紧密距值；原始量规主要用于校准地区量规的紧密距值。总之上级钻具螺纹量规校准下级钻具螺纹量规，以确定下级钻具螺纹量规的磨损量或变化量是否在标准规定值范围内，确保石油钻具连接螺纹的加工尺寸精度和互换性，提高钻具螺纹连接的安全可靠性。
紧密距值(standoff)反映了螺纹的锥度、螺距、齿高、牙型角、中径等偏差综合影响的程度，是评价螺纹加工质量最重要的一个参数。根据API Spec 7-2001《旋转钻柱构件规范》(美国石油学会标准)要求，工作量规、校对量规、地区量规等都要进行周期校准。我们国内主要开展工作量规和校对量规的校准，地区量规需送至美国NIST校准。校准时，同级量规的塞规与环规需紧密旋合，同时还要分别与上级量规的环规和塞规进行互换再紧密旋合，以测得自配紧密距S值和互换紧密距SJ直和S2值。
《旋转钻柱构件规范》API Spec 7-2001中，对石油钻具螺纹量规
紧密距的校准方法要求如下
参阅图1。用手旋合钻具螺纹量规不能快速旋合到位，使用所校准
量规规格规定质量的扭矩重锤1和规定长度的杠杆臂3完成旋紧，扭矩重锤1锤击过程为规定高度的自由落体运动， 一般要求锤击12次。旋合时应将钻具塞规5手柄牢固地固定在台钳内，宜用重型台钳，并牢固地固定在工作台上。因为紧密距值，特别是较大的钻具螺纹量规的紧密距值，会受到固定装置刚性的影响。在锤击时，钻具塞规5与环规已手紧配合，杠杆臂3端部插入钻具环规6周向圆孔内，并与孔壁适度配合，且应保持杠杆臂3与水平面4平行，这样才可保证重锤l沿垂直杆2作自由落体运动。在钻具螺纹量规校准过程中，需要使用传统的重型台钳夹持钻具塞规5;在锤击过程中需多次松开、上紧台钳，以调整杠杆臂3的水平位置，保证杠杆臂3与水平面4平行。
由于台钳夹持工具简单，耗时耗力，严重影响校准工作效率，在一次校准过程中需要多次地松开、上紧台钳；并且容易造成钻具螺纹量规坠落，导致发生安全事故。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置，提高钻具螺纹量规校准工作效率，并且方便检测使用。克服目前钻具螺纹量规校准过程中，使用台钳需要多次松开、上紧，影响工作效率，且存在安全隐患的不足。
本实用新型采用的技术方案是石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置，包括夹持部分、旋转部分、二力杆系部分和底座。
夹持部分包括夹持螺杆、夹持框架、上钳口和下钳口，夹持框架的底部固定有下钳口，夹持框架顶部的横梁上有螺孔，螺孔内有一个夹持螺杆，夹持螺杆穿过夹持框架横梁的螺孔，夹持螺杆的下顶端连接有上钳口，下钳口和上钳口相对。夹持螺杆左右旋转，能带动上钳口上下往复运动。上钳口向下运动能牢固地固定夹持塞规手柄，向上运动能松开夹持塞规手柄。
为了使上钳口上下往复运动时更稳定，在夹持框架的顶部横梁与下钳口侧面之间固定有钳口导轨。上钳口随夹持螺杆的旋转沿钳口导轨上下移动。
旋转部分包括旋转支架，旋转支架的下端固定在底座上，旋转支架的上端与下钳口连接，旋转支架与下钳口的连接方式是采用销轴铰接。夹持螺杆、夹持框架、上钳口和下钳口一起，能以销轴为中心向左或右分别旋转0 90度。当夹持部分的下钳口和上钳口夹持塞规手柄后，塞规能随夹持部分一起旋转。
二力杆系部分包括旋转螺杆、旋转框架、二力连杆、旋转螺母、
连接钢板；旋转框架的下部固定在底座上，旋转框架顶部的横梁上有
螺孔，螺孔内有一个旋转螺杆，旋转螺杆穿过旋转框架横梁的螺孔，旋转螺杆的下顶端通过连接轴连接有二力连杆，二力连杆的下端通过连接轴连接有连接钢板，连接钢板焊接在夹持框架上。二力连杆与连接轴之间为轴孔间隙配合，二力连杆能围绕连接轴转动。
二力连杆下端的连接轴焊接在连接钢板上；旋转框架整体焊接在底座上；旋转支架铆接在底座上。
安装时，底座用紧固螺栓固定在工作台上。
本实用新型的有益效果是，石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置，能完成钻具螺纹量规校准工作中，能保证钻具螺纹量规量值传递准确的前提下，只需一次性松开、上紧量规就能完成校准工作，极
6大的提高了校准工作效率，并确保校准工作安全可靠。
图1是《旋转钻柱构件规范》中，规定的石油钻具螺纹量规紧密距校准时，自由锤击使用扭矩锤的示意图。
图2是石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置的轴侧示意图。图3是石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置的主视图。图4是石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置的左视图。图5是石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置的后视图。图6是石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置的工作状态示意图。
图中l.重锤，2.垂直杆，3.杠杆臂，4.水平面，5.钻具塞规，6.钻具环规，7.夹持螺杆，8.夹持框架，9.上钳口， 10.下钳口， 11.旋转支架，12.底座，13.旋转螺杆，14.旋转框架，15.二力连杆，16.钳口导轨，17.紧固螺栓，18.旋转螺母，19.连接轴，20.连接钢板，21.
连接轴。
具体实施方式
实施例1:参阅图1。石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置，包括夹持部分、旋转部分、二力杆系部分和底座12。
参阅图2，夹持部分包括夹持螺杆7、夹持框架8、上钳口 9和下钳口IO，夹持框架8的底部固定有一个下钳口 10。夹持框架8顶部的横梁上有一个螺孔，螺孔内有一个直径为18mm的T型螺纹的夹持螺杆7，夹持螺杆7穿过夹持框架8横梁的T型螺孔。夹持螺杆7的下顶端连接有一个上钳口 9，下钳口 10和上钳口 9相对。夹持螺杆7左右旋转，能带动上钳口 9上下往复运动。上钳口 9向下运动能牢固地固定夹持塞规手柄，向上运动能松开夹持塞规手柄。在夹持框架8的顶部
横梁与下钳口 IO侧面之间固定有一个钳口导轨16。上钳口 9随夹持螺杆7的旋转沿钳口导轨16上下移动。
参阅图3，旋转部分包括两个旋转支架11。旋转支架ll的下端通过螺栓固定在底座12上，旋转支架11的上端与下钳口 10的侧面连接，旋转支架11与下钳口 10的连接方式是采用销轴19铰接。夹持螺杆7、夹持框架8、上钳口 9和下钳口 IO—起，能以销轴19为中心向左或右分别旋转0 90度。当夹持部分的下钳口 IO和上钳口 9夹持塞规手柄后，塞规能随夹持部分一起旋转。
参阅图5。 二力杆系部分包括旋转螺杆13、旋转框架14、 二力连杆15、旋转螺母18、连接钢板20。旋转框架14的下部焊接固定在底座12上。旋转框架14顶部的横梁上有一个螺孔，螺孔内有一个旋转螺杆13，旋转螺杆13穿过旋转框架14横梁的螺孔，旋转螺杆13的下顶端通过连接轴21连接有一个二力连杆15， 二力连杆15的下端通过连接轴21连接有一块连接钢板20，连接钢板20焊接在夹持框架8上。二力连杆15两端的连接轴21相互平行。二力连杆15与连接轴21之间为轴孔间隙配合，二力连杆15能围绕连接轴21转动。
二力连杆15下端的连接轴21焊接在连接钢板20上；旋转框架14整体焊接在底座12上；旋转支架11下端铆接在底座12上。
安装时，底座12用紧固螺栓17固定在工作台上。
简述石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置的使用过程，有助于理解本实用新型。通过旋转夹持螺杆7将钻具塞规5牢固夹持在上钳口9、下钳口10之间，再将配对的钻具环规6手旋上紧在钻具塞规5上；在钻具环规6上安装杠杆臂3，并保持杠杆臂3为水平位置；用重锤1沿垂直杆2自由锤击杠杆臂3。参阅图6。当杠杆臂3偏离水平位置时，转动卡在旋转框架14上
的旋转螺母18，使得旋转螺杆13上下移动，从而使二力连杆15转动，
最终使得夹持部分整体偏移至杠杆臂3再次水平；继续用重锤1沿垂
直杆2自由锤击杠杆臂3。如此反复多次以完成标准所要求的12次锤 击，最终完成紧密距测量。
本夹持装置可实现±180°偏转，所以左旋量规、右旋量规的紧密 距测量均可在该装置上方便使用。
权利要求1、一种石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置，包括夹持部分、旋转部分、二力杆系部分和底座(12)，其特征是夹持部分包括夹持螺杆(7)、夹持框架(8)、上钳口(9)和下钳口(10)，夹持框架(8)的底部固定有下钳口(10)，夹持框架(8)顶部的横梁上有螺孔，螺孔内有一个夹持螺杆(7)，夹持螺杆(7)穿过夹持框架(8)横梁的螺孔，夹持螺杆(7)的下顶端连接有上钳口(9)，下钳口(10)和上钳口(9)相对；旋转部分包括旋转支架(11)，旋转支架(11)的下端固定在底座(12)上，旋转支架(11)的上端与下钳口(10)连接，旋转支架(11)与下钳口(10)的连接方式是采用销轴(19)铰接；二力杆系部分包括旋转螺杆(13)、旋转框架(14)、二力连杆(15)、旋转螺母(18)、连接钢板(20)；旋转框架(14)的下部固定在底座(12)上，旋转框架(14)顶部的横梁上有螺孔，螺孔内有一个旋转螺杆(13)，旋转螺杆(13)穿过旋转框架(14)横梁的螺孔，旋转螺杆(13)的下顶端通过连接轴(21)连接有二力连杆(15)，二力连杆(15)的下端通过连接轴(21)连接有连接钢板(20)，连接钢板(20)焊接在夹持框架(8)上，二力连杆(15)与连接轴(21)之间为轴孔间隙配合。
2、 根据权利要求1所述的石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持 装置，其特征是在夹持框架(8)的顶部横梁与下钳口(10)侧面之间固 定有钳口导轨(16)。
3、 根据权利要求1所述的石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持 装置，其特征是二力连杆(15)下端的连接轴(21)焊接在连接钢板(20) 上；旋转框架(14)整体焊接在底座(12)上；旋转支架(ll)铆接在底座 (12)上。
4、根据权利要求1所述的石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持 装置，其特征是二力连杆(15)两端的连接轴(21)相互平行。
专利摘要石油钻具螺纹量规紧密距测量专用夹持装置，应用于石油钻具螺纹量规校准。特征是夹持框架顶部的横梁上有一个夹持螺杆，夹持螺杆的下顶端连接有上钳口，下钳口和上钳口相对；旋转支架的上端与下钳口采用销轴铰接；旋转框架的下部固定在底座上，旋转框架顶部的横梁上有旋转螺杆，旋转螺杆的下顶端连接有二力连杆，二力连杆的下端连接有连接钢板，连接钢板焊接在夹持框架上。效果是夹持部分可整体沿旋转支架偏转。在钻具校准过程中只需一次旋紧夹持部分，避免了钳口多次松、紧导致的工作效率低，并提高了安全可靠性。
文档编号G01B3/00GK201273799SQ200820123019
公开日2009年7月15日 申请日期2008年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者娜 冯, 卫尊义, 健 吴, 寰 宋, 蕾 张, 田育洲, 白小亮, 艾裕丰 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油天然气集团公司管材研究所