一种测量划眼器滚轮公转外切圆直径的量具及测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量划眼器滚轮公转外切圆直径的量具及测量方法。其量具包括经螺栓（1）连接的下V形铁（2）和上V形铁（3）；上V形铁的顶面中央设有支撑杆（4），支撑杆上设有可在支撑杆上轴向移动的测量座（5），支撑杆上设有至少两个定位螺母（8）；测量座上设有测杆（6），测杆上设有测量仪表（7）。本发明用一套量具可实现对系列产品的多个规格进行测量，替代了现有的上百个环规。测量测量基准与设计基准相对重合，可确保滚轮公转外切圆与主体的同轴度，测量精度可达0.05毫米，提高了产品质量可靠性。本发明对三滚轮划眼器的测量过程操作简单、精准、省力、省时，也适用于其它行星滚柱的公转外切圆直径尺寸较大的测量。
【专利说明】一种测量划眼器滚轮公转外切圆直径的量具及测量方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]、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。
[0007]、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】
[0008]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。[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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Ad, A d值就是划眼器上滚轮的正误差，即需要磨削的余量。
[0014]、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:
①、将下V形铁和上V形铁通过螺栓固定在划眼器的小直径段d上；
②、将测量座用定位螺母固定在上V形铁的支撑杆上；
③、将测量仪表通过测杆和紧定螺钉固定在测量座上。
[0015]与现有技术相比，本发明用一套量具可实现对系列产品的多个规格进行测量，可测量直径200-720毫米的系列产品，测量范围大，替代了现有的上百个环规。由于测量基准与设计基准相对重合，可确保滚轮外切圆与主体的同轴度，测量精度可达0.05毫米，提高了测量精度和产品质量可靠性。测量过程操作简单，无需进行上下多次的试装后才能完成装配。减轻了工人劳动强度大、缩短了装配工期。本发明不但可用于对三滚轮划眼器的测量，也适用于其它行星滚柱的公转外切圆直径尺寸较大的测量。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是测量仪表校“0”的方法示意图；
图4是测量需要磨削余量A d的方法示意图。
[0017]图中的标记为:1-螺栓、2-下V形铁、3-上V形铁、4-支撑杆、5-测量座、6_测杆、7-测量仪表、8-定位螺母、9-紧定螺钉、10-划眼器、11-滚轮。【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
[0019]一种测量划眼器滚轮公转外切圆直径的量具，如图1和图2所示。包括经螺栓I连接的下V形铁2和上V形铁3 ;为了便于快速装卸量具，可以在上V型铁上3加工出一个缺口，采用活节螺栓快速进入缺口，活节螺栓下端与下V形铁2铰接，可以在无需完全退出螺母的情况下完成装卸量具的工作。上V形铁3的顶面中央设有支撑杆4，为了减小测量误差，支撑杆4与上V形铁3采用小间隙配合或过渡配合方式。支撑杆4上设有可在支撑杆4上轴向移动的测量座5，支撑杆4上设有至少两个定位螺母8 ;支撑杆4与上V形铁3的顶面垂直，支撑杆4为圆柱形或圆管形，支撑杆4的外圆设有螺纹。以便使用定位螺母8固定测量座5。测量座5上设有测杆6，为满足不同测量范围，可以将测杆加工成长短不一的三件，便于按实际测量范围选择测杆或连接成更长的测杆。测杆6上设有测量仪表7。根据测量精度要求，测量仪表7可以采用百分表，也可以采用千分表或其它测量仪表，测量仪表7经紧定螺钉9与测杆6连接。测量座5为L形，测量座5上设有两个相互垂直的安装孔，一个安装孔套在支撑杆4上，可沿支撑杆4上下滑动，也可以在支撑杆4上360°旋转；另一个安装孔经测杆6与测量仪表7连接。为了减小测量误差，测杆6与上测量座5上的安装孔采用小间隙配合或过渡配合方式。本发明的量具为纯机械式结构，各组成零件可分别拆下摆放，便于携带、维修和收藏。
[0020]用前述量具测量划眼器的方法，该方法首先按图3所示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；安装时尽量靠近划眼器10的大直径段D，在确保测杆6与划眼器10的轴线平行的状态下用定位螺母8将测量座5固定。然后按以下步骤测量划眼器外圆误差:
①、先不要拧紧定螺钉9，上下调整量具上测量仪表7的高度，使测量仪表7的表头刚好接触到划眼器10小外圆表面，然后再拧紧紧定螺钉9，将测量仪表7调“0” ；
②、用千分尺实测划眼器10小外圆直径为d；
③、按公式L=(D-d)-2计算测量座5上移距离L:式中D为设计的滚轮公转外切圆直
径;
④、如图4所示，松开定位螺母8将测量座5上移距离L，上移距离L可以用精密卡尺进行测量，同时将测量座5在支撑杆4上旋转180度，使测量仪表7的表头位于被测滚轮11上方，然后再通过定位螺母8将测量座5固定；
⑤、读取测量仪表7的读数Ad, A d值就是划眼器10上滚轮的正误差，即需要磨削的余量。
[0021]前述测量方法中，将量具安装在划眼器10的小直径段d上的安装步骤如下:
①、将下V形铁2和上V形铁3通过螺栓I固定在划眼器10的小直径段d上；
②、将测量座5用定位螺母8固定在上V形铁3的支撑杆4上；
③、将测量仪表7通过测杆6和紧定螺钉9固定在测量座5上。
[0022]为了减轻量具的整体重量，可以在测杆6上加工一些腰型减轻槽，也可以采用钢管作为支撑杆，只要能保证强度，不一定要采用钢棒。本发明在加工时，各零件的配合尺寸应符合国家对量具的加工标准，尽可能采用小配合公差，避免因加工误差造成测量误差。[0023]本发明主要用于对三滚轮划眼器的测量，也适用于其它行星滚柱的公转外切圆直径尺寸较大的测量。
【权利要求】
1.一种测量划眼器滚轮公转外切圆直径的量具，其特征在于:包括经螺栓(I)连接的下V形铁(2)和上V形铁(3);上V形铁(3)的顶面中央设有支撑杆(4)，支撑杆(4)上设有可在支撑杆(4)上轴向移动的测量座(5)，支撑杆(4)上设有至少两个定位螺母(8);测量座(5)上设有测杆(6)，测杆(6)上设有测量仪表(7)。
2.根据权利要求1所述量具，其特征在于:所述支撑杆(4)与上V形铁(3)的顶面垂直，支撑杆(4)为圆柱形或圆管形，支撑杆(4)的外圆设有螺纹。
3.根据权利要求1所述量具，其特征在于:所述测量座(5)为L形，测量座(5)上设有两个相互垂直的安装孔，一个安装孔套在支撑杆(4)上，另一个经测杆(6)与测量仪表(7)连接。
4.根据权利要求1所述量具，其特征在于:所述测量仪表(7)为百分表或千分表，测量仪表(7 )经紧定螺钉(9 )与测杆(6 )连接。
5.用权利要求1-4任一权利要求所述量具测量划眼器的方法，其特征在于: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(7)的高度，使测量仪表(7)的表头刚好接触到划眼器小外圆表面，将测量仪表(7 )调“ O ” ； 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(5)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(8)将测量座(5)上移距离L，同时将测量座(5)在支撑杆(4)上旋转180度，使测量仪表(7)的表头位于被测滚轮上方，然后再通过定位螺母(8)将测量座(5)固定; ⑤、读取测量仪表(7)的读数Ad，Ad值就是划眼器上滚轮的正误差，即需要磨削的余量。
6.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: ①、将下V形铁(2)和上V形铁(3)通过螺栓(I)固定在划眼器的小直径段d上； ②、将测量座(5)用定位螺母(8)固定在上V形铁(3)的支撑杆(4)上； ③、将测量仪表(7)通过测杆和紧定螺钉(9)固定在测量座(5)上。
【文档编号】G01B5/08GK103776343SQ201210538332
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2012年12月13日
【发明者】陈文平, 陈云兵, 李汇平, 包昌华, 黄佐泽, 张发贵, 张泽丽, 石能, 刘磊 申请人:贵州高峰石油机械股份有限公司