[RU]

Устройство (20) содержит первый датчик (22) радиального измерения трубного элемента (12) и опору (24), способную направлять первый датчик (22) по круговой траектории в заданной плоскости, перпендикулярной основной оси элемента (12). В частности, опора (24) содержит основной корпус (26), прикрепляемый посредством разъемных крепежных устройств (28) к элементу, и вал (30) вращения, к которому прикреплен держатель (32), удерживающий первый датчик (22) с возможностью перемещения первого датчика (22) по круговой траектории внутри или вокруг элемента (12). Кроме прочего, устройство (20) содержит второй датчик (34) измерения углового положения первого датчика (22) для каждого из радиальных измерений, при этом полученные радиальные и угловые измерения позволяют определить профиль элемента (12) в заданной плоскости (Р).

(57) Реферат / Формула:

Устройство (20) содержит первый датчик (22) радиального измерения трубного элемента (12) и опору (24), способную направлять первый датчик (22) по круговой траектории в заданной плоскости, перпендикулярной основной оси элемента (12). В частности, опора (24) содержит основной корпус (26), прикрепляемый посредством разъемных крепежных устройств (28) к элементу, и вал (30) вращения, к которому прикреплен держатель (32), удерживающий первый датчик (22) с возможностью перемещения первого датчика (22) по круговой траектории внутри или вокруг элемента (12). Кроме прочего, устройство (20) содержит второй датчик (34) измерения углового положения первого датчика (22) для каждого из радиальных измерений, при этом полученные радиальные и угловые измерения позволяют определить профиль элемента (12) в заданной плоскости (Р).

---

P10813881EA
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ИЛИ ВНЕШНЕГО ПРОФИЛЯ ТРУБНОГО ЭЛЕМЕНТА
Настоящее изобретение относится к устройству для измерения внутреннего или внешнего профиля трубного элемента. В частности, но не исключительно, оно применимо для измерения внутреннего или внешнего профиля трубных элементов, предназначенных для эксплуатации в нефтяной или газовой отрасли.
Такой трубный элемент обычно содержит резьбовой конец охватываемого или охватывающего типа, пригодный для свинчивания с соответствующим концом охватывающего или охватываемого типа другого трубного элемента. Наличие дефектов толщины или окружности, таким образом, является критичным, особенно для обеспечения удовлетворительного взаимного соединения элементов. Таким образом, наличие таких дефектов может приводить к усталостной деформации и, следовательно, к трещинам в трубных элементах на уровне соединения трубных элементов с дефектами. Кроме того, такие размерные дефекты могут вызывать проблемы с уплотнением, поскольку радиальный натяг в пределах уплотнения и резьбы не имеет оптимальных значений для обеспечения герметичности соединения. Наконец, когда резьба имеет размеры, не соответствующие требуемым размерным допускам, существует риск разрыва колонны труб во время разработки скважины.
Следовательно, такие трубные элементы являются объектом контроля качества после их производства. В основном контроль заключается в измерении диаметра, особенно на предмет обнаружения овальности. Элементы, имеющие такие дефекты, должны быть выявлены и при необходимости отбракованы.
Необходимо убедиться в том, что размерные характеристики изготовленных таким образом элементов соответствуют ряду возможных заданных допусков. Эти операции контроля являются важными для выявления всех трубных
элементов с дефектами и таких, которые должны быть отбракованы. Эти операции контроля качества должны быть как можно более точными, воспроизводимыми и эффективными.
Из уровня техники уже известно калибрующее устройство, позволяющее измерять внутренние и внешние диаметры трубных элементов. Это устройство содержит опору, на которой установлены два узла контакта: неподвижный и подвижный. Опора расположена таким образом, чтобы два узла контакта располагались напротив друг друга на испытываемом элементе на регулируемом расстоянии для возможности адаптации устройства в зависимости от диаметра элемента. Таким образом оператор предварительно регулирует расстояние, отделяющее два узла на эталонном элементе, получая идеальный профиль, и устанавливает опору на испытываемый элемент. Индикатор со стрелкой позволяет считывать результат соответствующего измерения при перемещении подвижного узла контакта относительно эталонной отметки, выполненной во время тарирования.
Для выявления отклонения круглости оператор поворачивает устройство в одной и той же осевой плоскости вокруг трубного элемента для определения минимального и максимального диаметра. Если разница между этими двумя измерениями является слишком большой по сравнению с требуемыми допусками, элемент отбраковывается. Неудобством этого устройства является необходимость наличия опыта у оператора для выполнения надежного и воспроизводимого измерения. Действительно, вращение устройства вокруг элемента требует значительного навыка для удержания устройства в осевой плоскости, а также на диаметре окружности, а не на хорде дуги окружности. Таким образом, у разных операторов измерения отличаются в зависимости от их опыта и являются ненадежными.
Из уровня техники, в частности из документа ЕР 2 194 358, известно измерительное устройство, содержащее оптический датчик, установленный на опоре, при этом опора зафиксирована на испытательном стенде. Как следствие,
это устройство слабо адаптируется для выполнения быстрых и эффективных измерений различных трубных элементов, особенно ввиду сложности осуществления.
Таким образом, существует необходимость в предоставлении устройства для измерения, в частности, внутренних и внешних профилей трубных элементов, которое было бы легким в управлении и при транспортировке, и позволяло бы выполнять надежные измерения независимо от оператора, выполняющего измерения.
Таким образом, объектом изобретения является устройство для измерения внутреннего и внешнего профиля части конца трубного элемента, содержащее первый датчик для радиального измерения трубного элемента относительно заданного эталона и опору, способную направлять первый датчик по круговой траектории в заданной плоскости, перпендикулярной главной оси элемента, отличающееся тем, что опора содержит основной корпус, который может быть прикреплен разъемными крепежными устройствами к элементу, и подвижный вал, вращающийся относительно корпуса, к которому прикреплен держатель первого датчика с возможностью перемещения первого датчика по круговой траектории с внутренней или внешней стороны трубного элемента, и при этом устройство содержит второй датчик для измерения углового положения первого датчика для каждого радиального измерения первого датчика, при этом радиальные и угловые измерения первого и второго датчиков позволяют определять профиль элемента в заданной плоскости.
Благодаря изобретению, поскольку опора прикреплена посредством разъемных крепежных устройств, устройство для измерения легко перемещать с одного элемента на другой. Кроме того, устройство полностью опирается на измеряемый трубный элемент благодаря специальной опоре согласно изобретению. Таким образом, основной корпус устройства может быть прикреплен непосредственно к элементу с помощью крепежных устройств.
Предпочтительно опора содержит измерительный элемент.
Кроме того, надежность измерений не зависит от оператора, поскольку, когда опора прикреплена к элементу, достаточно привести во вращение вал, который вместе с собой приводит во вращение датчики радиального и углового измерения. Эти два измерения, которые полностью определяют точку в системе полярных координат, позволяя получить внешний профиль (соответственно, внутренний профиль) элемента. Таким образом повышается точность.
Кроме этого, устройство легко перемещать от одного элемента к другому, в частности, благодаря разъемным соединительным устройствам, посредством которых опора прикреплена к элементу.
Предпочтительно первый датчик является датчиком контактного или бесконтактного типа, например, индукционный или оптический.
В предпочтительном варианте осуществления держатель сконфигурирован для возможности регулирования датчика в осевом и радиальном направлении относительно элемента.
Регулировка в осевом и радиальном направлении первого датчика облегчает адаптацию измерительного устройства к различным диаметрам труб, а также адаптацию измерительного устройства для измерения внутреннего и внешнего профилей элемента.
Предпочтительно устройство содержит исполнительный механизм типа рукоятки для приведения вала во вращение. Такая простая конструкция позволяет оператору в любом случае использовать устройство без какого-либо предварительного обучения. Также благодаря изобретению оператор имеет значительную свободу выбора скорости вращения вала и ускорения. Таким образом, данное устройство является очень простым в применении.
Предпочтительно основной корпус содержит балку, вдоль которой можно
регулировать положение высвобождаемых крепежных устройств. Также
благодаря этим устройствам регулировки измерительное устройство можно
адаптировать к различным типам существующих труб.
Предпочтительно разъемные крепежные устройства содержат зажимные лапки, способные зажимать элемент с внутренней или с внешней стороны. Таким образом, во время измерения внутреннего профиля (соответственно, внешнего профиля) наличие крепежных устройств не мешает прохождению первого датчика. Как вариант, крепежные устройства могут быть магнитного или зажимного типа.
Предпочтительно устройство содержит средства связи с вычислительным блоком для получения двумерного профиля на основании радиальных и угловых измерений получаемых соответственно от первого и второго датчиков.
В предпочтительном варианте осуществления второй датчик содержит первый неподвижный элемент, прикрепленный к основному корпусу, и второй элемент, установленный на валу вращения с возможностью поворота относительно первого элемента. Таким образом, второй датчик, также как и первый датчик, тоже установлен на опоре.
Предпочтительно второй датчик является поворотным инкрементным датчиком положения.
Также объектом изобретения является способ измерения внутреннего профиля (соответственно, внешнего профиля) трубного элемента посредством устройства согласно изобретению, включающий следующие этапы:
- прикрепление основного корпуса опоры измерительного устройства к элементу посредством разъемных крепежных устройств таким образом, чтобы вал вращения в целом совпадал с основной осью трубного элемента,
- приведение во вращение вала для выполнения нескольких радиальных измерений внутреннего профиля (соответственно, внешнего профиля) трубного элемента и нескольких угловых измерений, соответствующих нескольким радиальным измерениям,
- вычисление внутреннего профиля (соответственно, внешнего профиля) трубного элемента посредством выполненных радиальных и угловых измерений.
Предпочтительно выполняют ряд измерений в нескольких плоскостях вдоль основной оси трубного элемента. Таким образом, можно определить трехмерный профиль трубного элемента.
В предпочтительном варианте осуществления на основании ряда полученных в разных плоскостях измерений строят числовую модель внутреннего или внешнего профиля трубного элемента посредством компьютерной программы и выполняют расчет по конечным элементам числовой модели для определения поведения элемента в зависимости от по меньшей мере одного физического условия.
Другие особенности и преимущества изобретения будут очевидны из следующего описания в сопровождении прилагаемых графических материалов, на которых:
- фиг. 1 показывает вид в перспективе трубного элемента и измерительного устройства согласно изобретению в первой конфигурации измерительного устройства;
- фиг. 2 показывает вид в перспективе в разрезе устройства по фиг. 1;
- фиг. 3 показывает вид в поперечном сечении элемента и устройства по фиг. 1;
- фиг. 4 показывает вид в перспективе измерительного устройства по фиг. 1 во второй конфигурации измерительного устройства;
- фиг. 5 показывает схематическое изображение внешнего профиля трубного элемента по фиг. 1-3 в плоскости измерения Р, показанной на фиг. 4;
- фиг. 6 изображает полученный в результате график, показывающий контур внешнего профиля трубного элемента, полученный посредством устройства согласно изобретению.
На фиг. 1-4 показана установка для контроля трубного элемента. Эта установка обозначена общим номером ссылки 10.
В данном описанном примере установка 10 предусмотрена для контроля трубного элемента 12, содержащего оконечную часть 14 с внешним профилем 14А и внутренним профилем 14В. Оконечная часть 14 этого элемента 12 обычно является резьбовой для возможности соединения посредством свинчивания с другим трубным элементом (не показан). В проиллюстрированном на фигурах примере трубный элемент 12 содержит охватываемый конец 16. Этот трубный элемент обычно имеет длину в несколько метров. Данный трубный элемент 12 содержит тело вращения вокруг основной оси Z (фиг. 3). Внутренний профиль 14В (соответственно, внешний профиль 14А) элемента 12 образован как огибающая элемента 12, то есть внутренняя огибающая (соответственно, внешняя огибающая) элемента относительно оси Z элемента 12. В идеале внутренний профиль 14В или внешний профиль 14А элемента 12 в плоскости, перпендикулярной к оси, представляет абсолютную окружность. В действительности этот контур не является абсолютно круглым и, в частности, может иметь овальность, как показано на фиг. 5. На этой фигуре идеальный внешний профиль 14А показан пунктирной линией, а действительный внутренний профиль 14А показан непрерывной линией. Элемент также может иметь дефект радиальной толщины (не показан).
Как показано на фиг. 1-4, контрольная установка 10 содержит измерительное устройство 20 согласно изобретению. Данное устройство 20 предназначено для измерения внешнего профиля 14А или внутреннего профиля 14В оконечной части 14 элемента 12. В первой конфигурации измерения, показанной на фиг. 13, устройство 20 предусмотрено для измерения внешнего профиля 14А элемента 12. Во второй конфигурации измерения, показанной на фиг. 4, устройство 20 предусмотрено для измерения внутреннего профиля 14В элемента 12. Теперь рассмотрим более подробно устройство 20 в этих двух конфигурациях. На этих фигурах аналогичные элементы обозначены идентичными номерами ссылок.
В частности, устройство 20 содержит первый датчик 22 радиального измерения трубного элемента 12 в заданной плоскости, перпендикулярной основной оси Z. Далее эта плоскость измерения обозначена как Р. Таким образом, под радиальным измерением подразумевается измерение расстояния в радиальном направлении трубного элемента 12, то есть в направлении, перпендикулярном основной оси Z элемента 12, между точкой М измерения внешнего профиля 14А (или внутреннего профиля 14В) элемента 12 в данной плоскости и точкой РО эталонных измерений также в плоскости Р. Таким образом, на фиг. 5 схематически показан внешний профиль 14А элемента 12, подлежащего контролю в плоскости Р измерения. Важно отметить, что эталонная точка РО измерений, определяемая первым датчиком 22 радиальных измерений, может не совпадать с центральной точкой "О" внешнего или внутреннего профиля элемента 12. Таким образом, на фиг. 5 видно, что точка "О", соответствующая схематически показанному геометрическому центру внешнего профиля 14А, отличается от точки "РО" начала измерений.
Первый датчик 22 предусмотрен для расположения вокруг внешнего профиля 14А или внутри внутреннего профиля 14В для выполнения радиальных измерений. Для этого устройство 20 содержит опору 24, способную направлять первый датчик 22 по заданной круговой траектории в плоскости Р измерения.
В описанном примере датчик 22 является датчиком контактного типа, например индукционным датчиком. Датчик 22 предпочтительно содержит измерительную головку 22А, способную следовать по контуру внешнего профиля 14А или внутреннего профиля 14В элемента 12. Первый датчик 22, например, является индукционным датчиком линейного перемещения, который работает по принципу дифференциального измерения. Такой тип датчика дифференциального измерения подходит для предварительного тарирования с последующим измерением изменений перемещения датчика относительно эталонного значения. Естественно, изобретение не ограничивается этим типом датчиков, и для этого применения могут подойти другие датчики, такие как оптический датчик, бесконтактный датчик и т.п.
Для возможности простого обращения с устройством 20 опора 24 содержит основной корпус 26, прикрепляемый разъемными крепежными устройствами 28 к элементу 12. В примере, показанном на фиг. 1-4, опора 24 прикреплена к внутреннему краю конца трубного элемента 12. Устройство 20, таким образом, преимущественно прикреплено к элементу 12 и может быть легко установлено на любой другой элемент. Опора измерительного устройства преимущественно выполнена с возможностью полного прикрепления к элементу. Таким образом, устройство полностью устанавливается на трубном элементе.
Предпочтительно, и как показано на фиг. 1-4, основной корпус 26 содержит балку 26А, выступающую в радиальном направлении элемента 12, вдоль которого можно регулировать положение разъемных крепежных устройств 28. Это позволяет адаптировать устройство 20 к размерам различных трубных элементов. Кроме того, предпочтительно разъемные крепежные устройства 28 содержат зажимные лапки 28А, способные зажимать элемент 12 с внутренней или с внешней стороны. Это позволяет облегчить адаптацию устройства 20 из одной измерительной конфигурации устройства в другую.
В примере, иллюстрирующем измерение внешнего профиля, поскольку зажимные лапки 28А зажимают элемент 12 с внутренней стороны, круговой траектории первого датчика 22 вокруг трубного элемента 12 абсолютно не мешает присутствие этих зажимных петель 28А, а также в целом разъемных крепежных устройств 28, находящихся с внутренней стороны элемента 12. Наоборот, на фиг. 4, показано, что лапки 28А зажимают элемент 12 с внешней стороны, что позволяет свободно проходить датчику 22 с внутренней стороны элемента 12.
Для возможности приведения во вращения датчика 22 радиальных измерений устройство 20 содержит вал 30 вращения, на котором закреплен держатель 32, удерживающий первый датчик 22. Предпочтительно в предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство 20 содержит исполнительный механизм 33 типа рукоятки для приведения вала 30 во вращение. Таким образом,
измерительное устройство может использоваться оператором путем простых манипуляций с рукояткой 33.
Предпочтительно держатель 32 сконфигурирован для возможности регулировки датчика 22 в осевом и радиальном направлении относительно элемента. Таким образом, в примере, проиллюстрированном на фиг. 1-4, держатель 32 содержит первую часть 32А, проходящую перпендикулярно валу 30 и составляющую одно целое с валом 30. В конкретной конфигурации измерения, показанной на фиг. 13, держатель 32 содержит вторую часть 32В, которая проходит параллельно валу 30, и на которую установлен первый датчик 22. Предпочтительно эта вторая часть 32В способна перемещаться в осевом и радиальном направлении относительно первой части 32А.
Наоборот, во второй конфигурации измерения, показанной на фиг. 4, датчик 22 непосредственно установлен на первую часть 32А. Положение этой первой части 32А предпочтительно можно регулировать в осевом направлении вдоль вала 30 вращения.
Держатель 32 выполнен, например, как набор соединенных между собой пластин и стержней. В частности видно, что первая часть 32А держателя 32 выполнена из двух стержней и прикреплена к валу парой пластин, при этом каждая пластина содержит два отверстия, через которые проходит каждый из стержней, и центральный паз, выполненный таким образом, чтобы две пластины зажимали вал вращения в пространстве, образованном двумя пазами. Естественно, для изготовления держателя могут быть использованы элементы других форм и видов.
Первый датчик 22 также может перемещаться в осевом направлении вдоль трубного элемента 12 для осуществления последовательных измерений контура труб в нескольких плоскостях измерений относительно основной оси Z. Кроме того, положение датчика 22 также можно регулировать в радиальном направлении, с одной стороны, для возможности адаптации измерительного устройства 20 к различным диаметрам существующих трубных элементов, а
также для возможности адаптировать устройство в зависимости от осевых изменений внутреннего профиля 14В или внешнего профиля 14А одного и того же подлежащего контролю элемента, в частности, для учета возможной конусности трубного элемента В.
Кроме прочего, устройство 20 содержит второй датчик 34 измерения углового положения первого датчика 22 для каждого радиального измерения первого датчика 22. Радиальные и угловые измерения первого 22 и второго 34 датчиков позволяют полностью определить профиль элемента 10 в заданной плоскости Р в системе полярных координат.
Предпочтительно как второй датчик 34, так и первый датчик 22 удерживаются опорой 24. Этот второй датчик 34 содержит, например, неподвижный элемент 34А, выполненный заодно с основным корпусом устройства 10, и подвижный элемент 34В, способный перемещаться относительно неподвижного элемента 34А, выполненный заодно с валом 30 вращения. Также второй датчик 34 предпочтительно является поворотным датчиком. Подвижный элемент 34В является, например, диском, выполненным заодно с валом 30.
Кроме того, первый 22 и второй 34 измерительные датчики соединены с устройствами управления (не показаны), способными направлять датчики для осуществления радиальных и угловых измерений, синхронизированных с заданной частотой выполнения измерений. Например, период выполнения измерений составляет от 1 миллисекунды до 1 секунды.
Кроме того, для возможности анализа результатов устройство 20 содержит средства 36 связи с вычислительным блоком 38 для получения двумерного внутреннего или внешнего профиля на основании радиальных и угловых измерений. Эти средства 36 связи, например, могут быть проводными. Однако, как вариант, средства 36 связи могут быть средствами беспроводного типа.
Посредством радиальных измерений Rl-Rn и соответствующих угловых измерений 91-9п измеренные точки М1-Мп полностью определены в системе
полярных координат на плоскости Р. Таким образом можно определить двухмерный профиль трубного элемента. Началом этой системы полярных координат является начальная точка измерений "РО" на фиг. 5.
Определение овальности осуществляют на основании измерений, выполненных после полного прохождения круговой траектории, заданной следующими расчетами согласно схематическому графику по фиг. 5.
В частности, расчет положения центральной точки внутреннего или внешнего профиля элемента, обозначенной как 0(х, у), на основании количества п точек измерения Mi (ri, 9i) выполняют следующим образом, допуская, что центральная точка находится в центре тяжести точек Mi внутреннего или внешнего профиля:
0(х) = V -, где xi = rt (OJcosOj, где в составляет от 0° до 360°
х = r(6)cos6
" yj
0(у) = У-, где yi = rt (6J sine i у = г (в) sinO
Кроме того, характеристики овала определяют путем получения минимального диаметра (Dmin) и максимального диаметра (Dmax):
Dmm=Min(rj(e) г, (0 ж)
Dmax=Max(rj(e) + rt (в + ж
Овальность определяют по формуле:
Овальность = ||Dmin-Dmax||
Кроме того, в варианте, не показанном на фигурах, устройство 20 также может содержать несколько датчиков радиального измерения трубного элемента. Например, дополнительные датчики находятся на держателях 32 и равномерно
распределены вдоль оси элемента 12. Это позволяет выполнять одновременно измерение различных диаметров вдоль оси трубного элемента.
Далее будут описаны основные этапы способа измерения профиля трубного элемента 12 посредством устройства 20 согласно изобретению. На фигурах показан этап измерения внешнего профиля трубного элемента 12. Естественно, способ применяют также для измерения внутреннего профиля (фиг. 4). В этом случае, в отличие от иллюстраций из предыдущих фигур, зажимные лапки 28А способны зажимать элемент 12 на внешнем профиле 14А трубы, как показано на фиг. 4.
В ходе первого этапа оператор прикрепляет основной корпус 26 устройства 20 предпочтительно к внутреннему краю конца эталонного элемента для запуска датчика 22 на эталонной величине. Затем в ходе второго этапа пользователь прикрепляет основной корпус устройства 20 к элементу 12 посредством разъемных крепежных устройств 28. Например, корпус 24 прикрепляют к внутреннему краю посредством внутреннего зажима трубного элемента 12. Таким образом, зажимные лапки 28А крепежных устройств 28 прикладывают к внутренней стенке трубного элемента 12.
Кроме того, в ходе этого второго этапа оператор располагает корпус 26 таким же образом, как расположен вал 30 вращения, в целом совпадающий с основной осью Z трубного элемента 12. Одним из преимуществ изобретения является то, что несовпадение осей устройства и элемента не влияет на расчет диаметров и овальности, как вытекает из расчетных формул, приведенных выше. Это обеспечивает большую универсальность при использовании устройства, особенно в плане допусков расположения измерительного устройства.
Также в ходе третьего этапа оператор приводит во вращение вал 30, например, посредством рукоятки 33. Это позволяет поворачивать держатель 32, на котором установлен датчик 22, а также вращательный диск 34В второго датчика 34. Перед этим этапом оператор определяет период измерений, например, 10 мс,
также определяя количество точек измерения, попадающих в этот период измерения, предварительно и во время одного подхода.
Данный третий этап позволяет выполнить множество радиальных измерений в зависимости от угла трубного элемента 12. Количество точек измерения в данном примере определяется частотой выполнения измерений и длительностью одного подхода. Например, за время подхода, составляющее 20 секунд, и период выполнения 10 мс, устройство позволяет получить 2000 точек измерения.
В ходе последнего этапа согласно ранее описанным операциям расчета посредством вычислительных устройств рассчитывают внешний профиль 14А трубного элемента 12 в осевой плоскости Р измерения на основе выполненных радиальных и угловых измерений. Таким образом получают график по фиг. 6, представляющий внешний профиль 14А трубного элемента 12. Этот профиль 14А имеет центр в центральной точке "О", определяемой согласно вышеописанным расчетам. Результаты проведения измерений следующие:
Dmin = 387,949 мм
Dmax = 388,142 мм
Расчетный диаметр = 388,055 мм
Овальность = ||Dmin-Dmax|| = 0,193 мм
В этом примере овальность считается допустимой и элемент не отбраковывают. Эту последовательность измерений выполняют, например, в четырех различных плоскостях для подтверждения того, что элемент соответствует заданным допускам также в трех других плоскостях.
Также предпочтительно из ряда полученных в разных плоскостях измерений строят числовую модель внутреннего или внешнего профиля трубного элемента посредством компьютерной программы и выполняют расчет по конечным элементам числовой модели для определения поведения элемента в зависимости от по меньшей мере одного физического условия. Компьютерной программой,
например, является программный продукт системы автоматического проектирования (более широко известный как САО).
Разумеется, предусмотрены другие варианты осуществления, не выходящие за рамки объема изобретения. Таким образом, специалистом в данной области техники могут быть внесены различные модификации в изобретение, которое было описано посредством примера.
Формула изобретения
1. Устройство (20) для измерения внешнего (14А) и внутреннего (14В) профиля части конца (14) трубного элемента (12), содержащее первый датчик (22) для радиального измерения (R) трубного элемента (12) относительно заданного эталона (РО) и опору (24), способную направлять первый датчик (22) по круговой траектории в заданной плоскости (Р) ортогонально главной оси (Z) элемента (12), отличающееся тем, что опора (24) содержит основной корпус (26), который может быть прикреплен разъемными крепежными устройствами (28) к элементу (12), и подвижный вал (30), вращающийся относительно корпуса (26), к которому прикреплен держатель (32) первого датчика (22) с возможностью перемещения первого датчика (22) по круговой траектории с внутренней стороны или вокруг трубного элемента (12), и при этом устройство (20) содержит второй датчик (34) для измерения углового положения (9) первого датчика (22) для каждого радиального измерения первого датчика (22), при этом радиальные и угловые измерения первого (22) и второго (34) датчиков позволяют определять профиль элемента (12) в заданной плоскости (Р).
2. Устройство (20) по п. 1, отличающееся тем, что первый датчик (22) является датчиком контактного или бесконтактного типа, например, индукционного или оптического типа.
3. Устройство (20) по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что держатель (32) сконфигурирован для возможности регулирования датчика (22) в осевом и радиальном направлении.
4. Устройство (20) по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что устройство содержит исполнительный механизм (33) типа рукоятки для приведения вала (30) во вращение.
5. Устройство (20) по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что основной корпус (26) содержит балку, вдоль которой можно регулировать положение разъемных крепежных устройств (28).
6. Устройство (20) по предыдущему пункту, отличающееся тем, что разъемные крепежные устройства (28) содержат зажимные лапки, выполненные с возможностью зажатия элемента с внутренней или с внешней стороны.
7. Устройство (20) по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что устройство содержит средства (36) связи с вычислительным блоком для получения двумерного профиля на основании радиальных (R) и угловых (9) измерений, получаемых соответственно от первого (22) и второго (34) датчиков.
8. Устройство (20) по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что второй датчик (34) содержит первый неподвижный элемент (34А), выполненный заодно с основным корпусом (26), и второй элемент(34В), установленный на валу (30) вращения с возможностью поворота относительно первого элемента (34А).
9. Устройство (20) по предыдущему пункту, отличающееся тем, что второй датчик (34) является поворотным датчиком положения.
10. Способ измерения внутреннего профиля (14В) (соответственно внешнего
профиля (14А)) трубного элемента (12) посредством устройства (20) по любому
из предыдущих пунктов, включающий следующие этапы:
- прикрепление основного корпуса (26) опоры устройства (20) к элементу посредством разъемных крепежных устройств, таким образом чтобы вал (30) в целом совпадал с основной осью (Z) трубного элемента (12),
- приведение во вращение вала (30) для выполнения нескольких радиальных измерений (Rl-Rn) внутреннего профиля (соответственно внешнего профиля) трубного элемента (12) и нескольких угловых измерений (91-9п), соответствующих нескольким радиальным измерениям (Rl-Rn).
- расчет внутреннего профиля (14В) (соответственно внешнего профиля (14А)) трубного элемента (12) посредством выполненных радиальных измерений (Rl-Rn) и угловых измерений (91-9п).
11. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что выполняют ряд измерений в нескольких плоскостях вдоль основной оси (Z) трубного элемента (12).
12. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что на основании ряда полученных в разных плоскостях измерений строят числовую модель внутреннего или внешнего профиля трубного элемента посредством компьютерной программы и выполняют расчет по конечным элементам числовой модели для определения поведения элемента в зависимости от по меньшей мере одного физического условия.
11.
11.
11.
-гшюо"
WO 2013/098493
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
1/3
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
1/3
PCT/FR2012/000551
Фиг. 2
Фиг. 2
WO 2013/098493
2/3
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
2/3
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
3/3
PCT/FR2012/000551
WO 2013/098493
3/3
PCT/FR2012/000551
Фиг. 6
Фиг. 6