Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос :  ea201370128a*\id

больше ...
Термины запроса в документе


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Настоящее изобретение относится к устройству для проверки резьбы (fc) трубчатого компонента для геологоразведочных работ или работы на углеводородных скважинах, при этом устройство содержит резьбовую опору (14), которая может взаимодействовать посредством свинчивания с резьбой (fc) трубчатого компонента, приспособления (12, fs) для блокирования продвижения резьбовой опоры (14) при свинчивании с резьбой (fc) трубчатого компонента, продольную рейку (2), прикрепленную к приспособлениям (12, fs) для блокирования продвижения резьбовой опоры (14) и проходящую в направлении, лежащем в плоскости, проходящей через ось резьбы резьбовой опоры (14), приспособления (9) для проверки резьбы трубчатого компонента (fc) и приспособления (4) для продольного направления для того, чтобы направлять приспособления (9) для проверки резьбы в ходе прямолинейного перемещения вдоль продольной рейки (2). Настоящее изобретение также относится к способам, в которых применяют настоящее устройство.


(19)
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201370128 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.09.30
(22) Дата подачи заявки 2011.11.15
(51) Int. Cl.
G01B 3/40 (2006.01) G01B 3/48 (2006.01) E21B 19/16 (2006.01)
(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ РЕЗЬБЫ ТРУБЧАТОГО СОЕДИНЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО В НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
(31) (32) (33)
(86) (87) (71)
(72)
(74)
10/04615
2010.11.26
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154 2012.05.31
Заявитель:
ВАЛЛУРЕК МАННЕСМАНН ОЙЛ
ЭНД ГЕС ФРАНС (FR); НИППОН СТИЛ ЭНД СУМИТОМО МЕТАЛ КОРПОРЭЙШН (JP)
Изобретатель:
Дюриволь Жером (FR), Кросс Найджел (GB), Пёшо Флориан, Апплинкур Антони (FR)
Представитель: Носырева Е.Л. (RU)
(57) Настоящее изобретение относится к устройству для проверки резьбы (fc) трубчатого компонента для геологоразведочных работ или работы на углеводородных скважинах, при этом устройство содержит резьбовую опору (14), которая может взаимодействовать посредством свинчивания с резьбой (fc) трубчатого компонента, приспособления (12, fs) для блокирования продвижения резьбовой опоры (14) при свинчивании с резьбой (fc) трубчатого компонента, продольную рейку (2), прикрепленную к приспособлениям (12, fs) для блокирования продвижения резьбовой опоры (14) и проходящую в направлении, лежащем в плоскости, проходящей через ось резьбы резьбовой опоры (14), приспособления (9) для проверки резьбы трубчатого компонента (fc) и приспособления (4) для продольного направления для того, чтобы направлять приспособления (9) для проверки резьбы в ходе прямолинейного перемещения вдоль продольной рейки (2). Настоящее изобретение также относится к способам, в которых применяют настоящее устройство.
P29677801EA
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ РЕЗЬБЫ ТРУБЧАТОГО СОЕДИНЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО В НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству для проверки резьбы, выполненной вблизи одного из концов трубчатого компонента, применяемого в геологоразведочных работах или эксплуатации углеводородных скважин. Изобретение также относится к способу проверки подобной резьбы.
[0002] Известно несколько проверочных устройств для проверки соответствия резьб трубчатых компонентов, применяемых в геологоразведочных работах или работах на углеводородных скважинах. Из-за нагрузок, воздействующих при эксплуатации (в ходе буровых работ или в ходе работы на скважине), желательно, чтобы резьбовые зоны были выполнены посредством машинной обработки согласно техническим характеристикам и находились в пределах допусков. Подобные устройства используют проверочные приспособления, способные фиксировать данные, относящиеся к геометрии резьб. Данные приспособления могут представлять собой измерительные приборы, которые при совмещении с формой резьбы могут показать соответствие (или несоответствие) ширины оснований витков, шага витков, конусности резьбы и т.д. в зависимости от эталонной величины и допусков для данной величины. Указанные приспособления также могут представлять собой датчики, способные осуществлять непосредственное измерение ширины оснований витков, высоты витков и т.д.
[0003] Тем не менее, заявитель обнаружил, что часто существует необходимость отмечать область резьбы для выполнения проверки, а также необходимость очень точно располагать проверочные приспособления. В случае затягивании
самоблокирующейся резьбы в осевом направлении, как определено в документах US Re 30 647 и US Re 34 467, где ширина оснований витков резьбы уменьшается с расстоянием от торца компонента, необходимо сослаться на расстояние от торца резьбового трубчатого компонента при выполнении измерения оснований витков резьбы. Следует напомнить, что торец трубчатого компонента представляет собой дистальную или конечную поверхность трубчатого компонента. Подобным образом, когда необходимо измерить ширину оснований витков обычной резьбы с постоянной шириной витков, измерение обычно выполняют на уровне половины высоты витков резьбы. Следовательно, это означает, что проверочные приспособления должны быть расположены точно и неподвижно.
[0004] В общем, известные устройства состоят из угольников, образующих точку опоры на торце резьбового трубчатого компонента и одну или две точки контакта с поверхностью для резьбового трубчатого компонента.
Тем не менее, подобные устройства не могут быть установлены устойчивым образом на резьбовом трубчатом компоненте и не могут быть использованы для выполнения измерений вдоль оси, лежащей на медианной плоскости. Другими словами, подобные устройства не могут быть применены для выполнения измерения относительно торца резьбового трубчатого компонента, при этом, несомненно, что сегмент, измеряемый между торцом и точкой контакта с поверхностью резьбового трубчатого компонента, лежит на плоскости, проходящей через ось вращения резьбового трубчатого компонента.
[0005] Заявитель разработал устойчивое проверочное устройство, которое, в частности, может быть применено для выполнения проверок резьбы в точках контакта, координаты которых точно определены в трехмерной системе координат.
[0006] Изобретение предоставляет устройство для проверки резьбы трубчатого компонента для геологоразведочных работ или эксплуатации углеводородных скважин, при этом устройство содержит резьбовую опору, которая может
взаимодействовать посредством свинчивания с резьбой трубчатого компонента, приспособления для блокирования продвижения резьбовой опоры при свинчивании с резьбой трубчатого компонента, продольную рейку, прикрепленную к резьбовой опоре и проходящую в направлении, лежащем в плоскости, проходящей через ось резьбы резьбовой опоры, приспособления для проверки резьбы трубчатого компонента и приспособления для продольного направления для того, чтобы направлять приспособления для проверки резьбы в процессе прямолинейного перемещения вдоль продольной рейки.
[0007] Необязательные характеристики, являющиеся дополняющими или заменяющими, будут описаны ниже.
[0008] Приспособления для блокирования продвижения резьбовой опоры при свинчивании с резьбой трубчатого компонента может быть упор, прикрепленный к резьбовой опоре.
[0009] Приспособления для блокирования продвижения резьбовой опоры при свинчивании с резьбой трубчатого компонента могут входить в состав резьбы резьбовой опоры, при этом резьба является самоблокирующейся и затягивается в осевом направлении.
[0010] Продольная рейка может проходить в направлении, параллельном оси резьбы резьбовой опоры.
[ООП] Продольная рейка может проходить в направлении, параллельном конусности резьбы резьбовой опоры.
[0012] Приспособления для продольного направления могут содержать направляющий подшипник, способный скользить в продольной рейке.
[0013] Проверочное устройство может дополнительно содержать приспособления для радиального направления, способные направлять приспособления для проверки резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы резьбовой опоры и пересекающем ее.
[0014] Приспособления для радиального направления могут содержать направляющий подшипник, способный скользить в радиальной рейке, прикрепленной к приспособлениям для продольного направления.
[0015] Приспособления для радиального направления могут содержать две параллельные перекладины, каждая из которых прикреплена одним из концов к приспособлениям для продольного направления, при этом другой ее конец прикреплен к приспособлениям для проверки резьбы.
[0016] Проверочное устройство также может содержать приспособление для определения положения приспособлений для проверки резьбы трубчатого компонента вдоль продольной рейки.
[0017] Приспособления для определения положения приспособлений для проверки резьбы могут содержать градуировочную шкалу, выполненную на продольной рейке.
[0018] Приспособления для определения положения приспособлений для проверки резьбы могут быть образованы потенциометром, содержащим градуировочную шкалу, прикрепленную параллельно к продольной рейке, а также указатель, который может скользить вдоль указанной градуировочной шкалы.
[0019] Материал, составляющий резьбовую опору, может быть выбран из группы, содержащей бронзу или твердую пластмассу на основе полиамидов, так что поверхность резьбы опоры обладает высокой устойчивостью к износу.
[0020] Приспособления для проверки резьбы трубчатого компонента могут содержать два рычага, каждый из которых содержит первый и второй конец, при этом первые концы соединены вместе с помощью деформируемой части, обеспечивающей угловое смещение между вторыми концами, при этом каждый из вторых концов содержит контактный элемент, при этом проверочные приспособления дополнительно содержат приспособления для определения смещения.
[0021] Приспособления для проверки резьбы трубчатого компонента могут содержать конфокальный датчик.
[0022] Изобретение также относится к способу проверки резьбы трубчатого компонента для геологоразведочных работ или работы на углеводородных скважинах, при котором:
• резьбовую опору проверочного устройства согласно изобретению свинчивают с резьбой трубчатого компонента до тех пор, пока продвижение при свинчивании не будет заблокировано, при этом проверочное устройство дополнительно содержит приспособления для радиального направления;
• приспособления для проверки резьбы трубчатого компонента размещают в выбранном положении Ро вдоль продольной рейки, при этом указанные проверочные приспособления содержат два рычага, каждый из которых содержит первый и второй конец, при этом первые концы соединены вместе с помощью деформируемой части, обеспечивающей угловое смещение между вторыми концами, при этом каждый из вторых концов содержит контактный элемент, при этом проверочные приспособления дополнительно содержат приспособления для определения смещения;
• проверочные приспособления размещают таким образом, что один из контактных элементов устройства соприкасается с упорной боковой стороной резьбы, в то время как другой контактный элемент соприкасается со стыковочной боковой стороной резьбы, при этом два контактных элемента находятся в пределах одного и того же основания витка резьбы;
• измеряют угловое смещение е;
• угловое смещение е, измеренное ранее, сравнивают с эталонной величиной е-ref.
[0023] Изобретение также относится к еще одному способу проверки резьбы трубчатого компонента для геологоразведочных работ или работы на углеводородных скважинах, при котором:
• резьбовую опору проверочного устройства изобретения свинчивают с резьбой трубчатого компонента до тех пор, пока продвижение при свинчивании не будет заблокировано, при этом проверочное устройство дополнительно оснащено приспособлениями для радиального направления и содержит конфокальный датчик в качестве приспособления для проверки резьбы;
• конфокальный датчик перемещают вдоль продольной рейки;
• данные, собранные конфокальным датчиком, обрабатывают для того, чтобы определить профиль резьбы.
[0024] Другие преимущества и признаки изобретения станут очевидны из нижеприведенного подробного описания примеров, которые никоим образом не являются ограничивающими, и из сопроводительных графических материалов, которые могут не только служить для обеспечения лучшего понимания изобретения, но также способствовать его определению, где это применимо.
[0025] На фиг. 1 изображен вид в сечении соединения, полученного в результате свинчивания двух резьбовых трубчатых компонентов.
[0026] На фиг. 2 изображен фрагмент вида в сечении резьбы трубчатого компонента.
[0027] На фиг. 3 изображен вид в перспективе одного из вариантов осуществления изобретения.
[0028] На фиг. 4 изображено представление одного из вариантов осуществления изобретения в разобранном состоянии.
[0029] На фиг. 5 изображено представление одного из вариантов осуществления изобретения.
[0030] На фиг. 6 изображен вид в перспективе фрагмента изобретения.
[0031] На фиг. 1 изображено резьбовое соединение между двумя по существу трубчатыми компонентами, предназначенными для соединения вместе с помощью резьб и предназначенных для интегрирования в рабочую колонну углеводородной скважины. Соединение обычно содержит компонент, оснащенный охватываемым концом 1, и компонент, оснащенный охватывающим концом 2, при этом охватываемый конец 1 можно присоединить к охватывающему концу 2. В данном типе соединения конец 1 содержит первую и вторую уплотнительную поверхности, которые могут соответственно взаимодействовать посредством посадки с натягом с первой и соответствующей второй уплотнительной поверхностью охватывающего конца 2, для того чтобы образовывать первую 5 и вторую 6 зону уплотнения. Конец 1 также содержит охватываемую резьбовую зону 3, которую можно ввинтить в соответствующую резьбовую зону 4 охватывающего конца 2, при этом резьбовые зоны предоставлены между двумя зонами 5 и 6 уплотнения. Каждый из концов 1 и 2 оканчивается соответствующими дистальными поверхностями 7 и 8.
[0032] На фиг. 2 изображены фрагменты резьбовых зон 3 самоблокирующейся охватываемой резьбы. Дополняющая охватывающая резьба не изображена на фигурах. Термин "самоблокирующиеся" резьбы обозначает резьбы, содержащие признаки, описанные ниже. Витки охватываемой резьбы, подобно виткам охватывающей резьбы, обладают постоянным шагом резьбы. Их ширина уменьшается в направлении их соответствующих дистальных поверхностей 7, 8, так что в результате свинчивания витки охватываемой и охватывающей резьб блокируют друг друга в предопределенном положении.
[0033] Точнее, шаг резьбы упорных боковых сторон охватывающей резьбы является постоянным, как и шаг резьбы стыковочных боковых сторон охватывающей резьбы. Шаг резьбы упорных боковых сторон больше шага резьбы стыковочных боковых сторон.
[0034] Шаг резьбы стыковочных боковых сторон 31 охватываемой резьбы 3 является постоянным, как и шаг резьбы упорных боковых сторон 30 охватываемой резьбы. Шаг резьбы стыковочных боковых сторон 31 меньше шага резьбы упорных боковых сторон 30.
[0035] Главным образом контакт осуществляют между охватываемыми и охватывающими упорными боковыми сторонами 30, а также охватываемыми и охватывающими стыковочными боковыми сторонами 31. В общем, предоставлен зазор между вершинами витков охватываемой резьбы и основаниями витков охватывающей резьбы, в то время как основания 33 витков 32 охватываемой резьбы и вершины витков охватывающей резьбы находятся в контакте. Зазор означает, что смазку можно отводить при свинчивании, избегая риска избыточного давления, вызванного смазкой.
[0036] Резьба имеет шаг резьбы LFPP с постоянной шириной между упорными боковыми сторонами и шаг резьбы с постоянной шириной SFPP между стыковочными боковыми сторонами, а также увеличивающейся шириной оснований витков резьбы от величины WIDTHmin до величины WIDTHmax в направлении дистальной поверхности 7 трубчатого компонента.
[0037] Преимущественно, витки охватываемой и охватывающей резьбы имеют профиль типа "ласточкин хвост", так что они могут надежно помещаться друг в друге после свинчивания. Данная дополнительная гарантия устраняет риск разъединения (также известного как выскакивание), соответствующего выходу из зацепления витков охватываемой и охватывающей резьбы, когда соединение подвергают значительным изгибающим, растягивающим или сжимающим нагрузкам.
Преимущественно, витки 1 и 2 резьбы имеют конический профиль, повторяющий образующую с конусностью 100 для того, чтобы ускорить зацепление охватываемого элемента внутри охватывающего элемента.
[0038] В общем, данная коническая образующая образует угол с осью 10, составляющий от 1,5 градусов до 5 градусов. Коническая образующая в настоящем случае определена как проходящая через центр упорных боковых сторон.
[0039] На фиг. 3 и 4 изображено устройство для проверки резьбы трубчатого компонента для геологоразведочных работ или работы на углеводородных скважинах. Настоящее устройство содержит резьбовую опору 14, способную взаимодействовать посредством свинчивания с резьбой трубчатого компонента. Данная резьбовая опора 14 представляет собой огибающую, опирающуюся на сектор конической части. Другими словами, если выполнить сечение опоры 14 вдоль плоскости, перпендикулярной оси конической части, то получают дугу окружности. Данная огибающая содержит резьбу либо на своей внутренней круговой поверхности, в случае, если устройство предназначено для проверки охватываемого трубчатого компонента, либо на ее внешней круговой поверхности, в случае, если устройство предназначено для проверки охватывающего трубчатого компонента. Следует отметить, что резьбовая опора 14 предпочтительно прикреплена к устройству съемным образом. Фактически, должна быть возможность замены резьбовой опоры 14 с тем, чтобы она могла взаимодействовать посредством свинчивания с резьбой fc трубчатого компонента. Таким образом, коническая часть, поддерживающая ее, должна обладать такой же конусностью, что и компонент, и обладать совместимым с ней диаметром. Подобным образом, резьба опоры должна быть совместима с резьбой трубчатого компонента. Предпочтительно, опора проходит в круговом направлении вокруг дуги окружности, которая меньше четверти длины окружности трубчатого компонента.
[0040] Она также содержит приспособления 9 для проверки резьбы трубчатого компонента. Приспособления 9 для проверки резьбы закреплены на приспособлениях 4 для продольного направления, которые могут направлять указанные проверочные приспособления 9 в процессе прямолинейного перемещения вдоль продольной рейки 2.
[0041] Продольная рейка 2 прикреплена к резьбовой опоре 14 и проходит в направлении, лежащем на плоскости, проходящей через ось резьбы резьбовой опоры 14.
[0042] В первой конфигурации продольная рейка 2 проходит в направлении, параллельном оси резьбы резьбовой опоры 14, при этом указанная ось совпадает с осью трубчатого компонента. Таким образом, при установке проверочного устройства на трубчатом компоненте продольная рейка параллельна оси резьбы трубчатого компонента. Данная конфигурация позволяет непосредственно измерять расстояние проверочных приспособлений 9 относительно торца трубчатого компонента. Фактически, данное расстояние соответствует части продольной рейки, отделяющей приспособления 9 от торца (также обозначенного термином дистальная поверхность).
[0043] Во второй конфигурации продольная рейка 22 проходит в направлении, параллельном конусности резьбовой опоры 14, при этом данное направление также соответствует конусности 100 трубчатого компонента. Таким образом, при установке проверочного устройства на трубчатом компоненте продольная рейка параллельна конусности трубчатого компонента. Данная конфигурация означает, что расстояние между резьбой трубчатого компонента и измерительными приспособлениями 9 можно поддерживать постоянным.
[0044] Она также содержит приспособления 12 для блокирования продвижения резьбовой опоры 14 при свинчивании с резьбой трубчатого компонента.
[0045] В первом варианте, изображенном на фиг. 3 и 4, приспособления для блокирования продвижения резьбовой опоры 14 при свинчивании с резьбой трубчатого компонента представляют собой упор 12, прикрепленный к резьбовой опоре 14. Как изображено на фиг. 5, упор 12 начинает прилегать к торцу трубчатого компонента (с), когда резьбу fs резьбовой опоры 14 свинтили на достаточную величину с резьбой fc указанного трубчатого компонента.
[0046] Во втором варианте приспособления для блокирования продвижения резьбовой опоры 14 при свинчивании с резьбой трубчатого компонента образованы резьбой fs резьбовой опоры 14, которая является самоблокирующейся и затягиваемой в осевом направлении, при этом указанная резьба fs взаимодействует при свинчивании с резьбой трубчатого компонента, равным образом самоблокирующейся и затягиваемой в осевом направлении.
[0047] Преимущественно, как изображено на фиг. 3 и 4, приспособления 4 для продольного направления представляют собой направляющий подшипник, способный скользить в продольной рейке 2.
[0048] Преимущественно, как изображено на фиг. 3 и 4, проверочное устройство дополнительно содержит приспособления 5 для радиального направления. Последние позволяют перемещать проверочные приспособления 9 в процессе прямолинейного перемещения вдоль оси, перпендикулярной оси резьбы резьбовой опоры 14 и пересекающей ее.
[0049] Преимущественно, как изображено на фиг. 3 и 4, приспособления 5 для радиального направления представляют собой направляющий подшипник, способный скользить в радиальной рейке 6, прикрепленной к приспособлениям 4 для продольного направления.
[0050] Преимущественно приспособления для радиального направления содержат две параллельные перекладины, каждая из которых прикреплена одним из концов к приспособлениям для продольного направления, при этом другой ее конец прикреплен к приспособлениям для проверки резьбы. Таким образом, достаточно нажать на приспособления 9 для того, чтобы опустить их в вертикальном направлении без вращения. Две перекладины остаются параллельными относительно друг друга и удерживают приспособления 9 в вертикальном положении.
[0051] Преимущественно, как изображено на фиг. 3 и 4, проверочное устройство дополнительно содержит приспособления 7 для определения положения
приспособлений 9 для проверки резьбы трубчатого компонента вдоль продольной рейки 2.
[0052] Преимущественно приспособления для определения положения приспособлений 9 для проверки резьбы представляют собой градуировочную шкалу, предоставленную на рейке 2.
[0053] Преимущественно, как изображено на фиг. 3 и 4, приспособления для определения положения приспособлений 9 для проверки резьбы образованы потенциометром, содержащим градуировочную шкалу 7, прикрепленную параллельно к рейке 2, а также указатель 15, который может скользить вдоль указанной градуировочной шкалы.
Данный вариант осуществления означает, что положение приспособлений 9 для проверки резьбы относительно торца трубчатого компонента можно легко измерить, как только проверочное устройство будет установлено на трубчатом компоненте. Фактически градуировочная шкала 7 неподвижна по отношению к рейке, которая, в свою очередь, неподвижна относительно упора 12, и поэтому с градуировочной шкалы 7 легко считать измерения, соответствующие расстоянию приспособлений 9 относительно торца трубчатого компонента, к которой прилегает упор 12.
[0054] Очевидно, могут быть предусмотрены другие приспособления, использующие датчики (оптические, вихретоковые, лазерные и т.д.) для обозначения положения проверочных приспособлений 9.
[0055] Также возможно предусмотреть предоставление градуировочной шкалы на приспособлениях 5 для радиального направления. Может быть возможным градуировать радиальную рейку 6 для того, чтобы определить радиальное положение проверочных приспособлений 9 относительно продольной рейки 2.
[0056] Преимущественно материал, составляющий опору 14, выбирают из группы, включающей алюминий, бронзу и полиамиды, так что поверхность резьбы опоры 14 обладает высокой устойчивостью износу, для того чтобы
предотвратить повреждение трубчатого компонента. По этой причине при установке резьбовой опоры 14 на трубчатый компонент, подлежащий проверке, положение блокировки не искажено возможностью износа резьбы опоры.
[0057] На фиг. 6 изображены проверочные приспособления 9, которые могут быть интегрированы в проверочное устройство, описанное выше. Данные приспособления фактически применяют для проверки ширины витков резьбы трубчатых компонентов.
[0058] Проверочное устройство 9 содержит два рычага 91, 92. Рычаг 91 оснащен первым 912 и вторым 910 концом, в то время как рычаг 92 оснащен первым 922 и вторым 920 концом. Первые концы 912, 922 обозначены термином "неподвижные", так как они соединены вместе посредством деформируемой части 95. Деформируемая часть 95 может быть использована для создания углового смещения "е" благодаря повороту вторых концов 910, 920 рычагов, обозначенных термином "подвижные концы". Другими словами, вторые концы 910, 920, обозначенные термином "подвижные концы", могут совместно перемещаться друг от друга или друг к другу вдоль траектории, представляющей собой дугу окружности, лежащую в той же плоскости. Каждый из вторых концов 910, 920, обозначенных термином "подвижные концы", содержит контактный элемент 930, 940. Проверочные приспособления 9 также содержат приспособления 90 для определения углового смещения е.
[0059] Преимущественно приспособления 90 для определения углового смещения е содержат датчик. В качестве примера, возможно использовать миниатюрный индуктивный контактный датчик приемопередающего типа, который соответствует размеру приспособлений 9, или бесконтактный датчик, например, такой как емкостный датчик или вихретоковый датчик, или датчик, использующий оптическую технологию (лазерный, конфокальный). Данные датчики предназначены для измерения расстояния между контактными элементами 930, 940. Максимальный диапазон измерения таким образом равен смещению е. Датчик выбирают в соответствии с критериями точности,
занимаемого объема, диапазона измерения и устойчивости в рабочих и внешних условиях. Необходимый критерий точности соответствует порядку величины, равному 0,01% диапазона измерения.
[0060] Преимущественно рычаги 91, 92 и деформируемая часть 95 выполнены в виде цельной детали. Деформируемая часть 95 является гибкой, что означает, что ее изгиб может создавать угловое смещение е между подвижными концами 910, 920 рычагов. Этого достигают благодаря использованию подходящего материала и размеров. В настоящем случае рычаги и деформируемая часть выполнены из стали с меньшей толщиной для деформируемой части, чем для рычагов.
[0061] Преимущественно деформируемая часть 95 является не только гибкой, но также эластичной, так что рычаги находятся в исходном положении в состоянии покоя, т.е. когда проверочное устройство не находится в эксплуатации.
[0062] Размеры проверочных приспособлений 9 в случае, когда деформируемая часть и рычаги образовывают цельную деталь из стали, в зависимости от высоты h витков резьбы и ширины WIDTH оснований витков резьбы, могут быть следующими:
• диаметр контактных элементов составляет от 0,5 h до 1,2 h;
• смещение в состоянии покоя составляет от 0,1 WIDTH до 0,6 WIDTH;
• длина контактных элементов составляет от 1 мм до 2 h;
• соотношение значений толщины рычага превышает 2;
данная разница в толщине в первую очередь ограничивает перемещение одним рычагом. Таким образом, рычаг, остающийся неподвижным, выступает в качестве точки отсчета, облегчающего измерение смещения е другого рычага, который является подвижным.
• Толщина деформируемой части составляет от 0,005 до 0,5 от толщины самого тонкого рычага;
уменьшение толщины деформируемой части относительно толщины рычагов и, в частности, относительно толщины самого тонкого рычага, предоставляет деформируемой части желательную гибкость для создания смещения е рычагов относительно друг друга.
[0063] Другие приспособления 9 для проверки резьбы могут быть установлены на устройстве. Данные приспособления могут представлять собой, например, измерительные приборы, содержащие резьбовые части, соответствующие техническим условиям, и которые используют для того, чтобы удостовериться в том, что проверяемая резьба трубчатого компонента действительно соответствует резьбе измерительного прибора.
[0064] Например, возможно использовать конфокальный датчик, использующий создание цветных конфокальный изображений, такой как optoNCDT 2401 компании Micro Epsilon. Данный тип датчика позволяет определять профиль резьбы путем сканирования указанной резьбы на заданном расстоянии. В зависимости от сложности профиля может быть необходимо сканировать указанный профиль несколько раз, изменяя угол датчика. Создание хроматических конфокальных изображений считают точным и надежным способом измерения толщины и расстояния. Оно составляет часть трехмерных метрологических способов, рекомендованных международным стандартом ISO 25178. Принцип измерения основан на хроматическом объективе, проецирующем изображение точечного источника белого света W в виде непрерывного ряда монохромных изображений, расположенных на оптической оси (хроматическое кодирование). Поверхность образца, помещенного в данную зону хроматического кодирования, будет рассеивать падающий луч света. Свет отражается обратно через хроматический объектив L в обратном направлении и поступает в отверстие Р, которое отфильтровывает все длины волн, кроме одной ХМ. Собранный свет анализируют спектрографом S. Положение образца
напрямую связано с обнаруженной длиной волны ХМ. Предоставлены следующие преимущества: высокое разрешение, высокое соотношение сигнал-шум, функционирование со всеми типами материалов, широкий выбор диапазонов измерения, совместимость с большими местными углами наклона, коаксиальная геометрия (отсутствие затенения) и отсутствие образования спекл-структуры.
[0065] Настоящее изобретение также относится к способу проверки, в котором применяют проверочные приспособления, описанные на фиг. 6, и определенному следующими этапами, на которых:
• резьбовую опору 14 проверочного устройства, дополнительно оснащенную приспособлениями 5 для радиального направления, свинчивают с резьбой fc трубчатого компонента до тех пор, пока продвижение при свинчивании не будет заблокировано;
• проверочные приспособления 9, описанные выше, располагают в выбранном положении Ро вдоль продольной рейки 2;
• проверочные приспособления 9 располагают таким образом, чтобы один из контактных элементов устройства 930, 940 соприкасался с упорной боковой стороной резьбы, в то время, как другой контактный элемент 940, 930 соприкасался со стыковочной боковой стороной резьбы, при этом два контактных элемента находятся в пределах одного и того же основания витка резьбы;
• измеряют угловое смещение е;
• угловое смещение е, измеренное ранее, сравнивают с эталонной величиной е-ref.
[0066] Изобретение также относится к другому способу проверки, в котором применяют конфокальный датчик, и определенному следующими этапами, на которых:
• резьбовую опору 14 проверочного устройства согласно изобретению свинчивают с резьбой fc трубчатого компонента до тех пор, пока продвижение при свинчивании не будет заблокировано;
• конфокальный датчик смещают вдоль продольной рейки 2;
• данные, собранные конфокальным датчиком, обрабатывают для того, чтобы определить профиль резьбы fc.
[0067] Проверочное устройство обладает двойным преимуществом, которое заключается в расположении приспособлений 9 для проверки резьбы как в продольном, так и в радиальном направлениях точным и надежным образом.
[0068] Взаимодействие между резьбовой опорой 14 и упором 12 обеспечивает надежную установку проверочного устройства на проверяемом трубчатом компонент, что означает, что может быть сложно переместить проверочное устройство, когда оно находится в нужном положении.
[0069] Далее продольная рейка 2 представляет собой направляющую, которая позволяет точно смещать проверочные приспособления 9 вдоль оси параллельно оси резьбовой опоры, при этом указанная ось также является осью вращения трубчатого компонента. Таким образом, представляется возможным проверять резьбу трубчатого компонента в точном продольном положении. Проверочное устройство, оснащенное приспособлениями 9 для измерения ширины витков, описанными на фиг. 6, применимо в случае использования самоблокирующихся резьб. Данный тип резьбы, где ширина оснований витков резьбы изменяется по всей длине резьбы, требует измерения ширины оснований витков резьбы на предопределенном расстоянии от торца трубчатого компонента.
[0070] Наконец, приспособления 5 для радиального направления означают, что проверочные приспособления 9 можно точно сместить в радиальном направлении относительно оси резьбовой опоры, при этом указанная ось также является осью вращения трубчатого компонента. Таким образом, представляется возможным проверять резьбу трубчатого компонента в точном радиальном
положении. Это предоставляет преимущество в случае применения самоблокирующихся резьб с профилем боковой стороны типа "ласточкин хвост", а также в случае применения резьб с трапециевидным профилем, поскольку боковые стороны витков резьбы не перпендикулярны оси вращения трубчатого компонента. Ширина оснований витков резьбы изменяется в зависимости от того, где выполняют измерения: у основания витка, на середине высоты или на вершине витка; обычно ссылаются на измерение, выполненное на середине высоты.
Формула изобретения
1. Устройство для проверки резьбы (fc) трубчатого компонента для
геологоразведочных работ или работы на углеводородных скважинах, при этом
устройство содержит резьбовую опору (14), которая может взаимодействовать
посредством свинчивания с резьбой (fc) трубчатого компонента, приспособления
(12, fs) для блокирования продвижения резьбовой опоры (14) при свинчивании с
резьбой (fc) трубчатого компонента, продольную рейку (2), прикрепленную к
приспособлениям (12, fs) для блокирования продвижения резьбовой опоры (14) и
проходящую в направлении, лежащем в плоскости, проходящей через ось
резьбы резьбовой опоры (14), приспособления (9) для проверки резьбы
трубчатого компонента (fc) и приспособления (4) для продольного направления,
предназначенные для направления приспособления (9) для проверки резьбы в
ходе прямолинейного перемещения вдоль продольной рейки (2).
2. Проверочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что приспособления для блокирования продвижения резьбовой опоры (14) при свинчивании с резьбой (fc) трубчатого компонента содержат упор (12), прикрепленный к резьбовой опоре (14).
3. Проверочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что приспособления для блокирования продвижения резьбовой опоры (14) при свинчивании с резьбой (fc) трубчатого компонента содержат резьбу (fs) резьбовой опоры (14), при этом резьба является самоблокирующейся и затягиваемой в осевом направлении.
4. Проверочное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что продольная рейка (2) проходит в направлении, параллельном оси резьбы резьбовой опоры (14).
5. Проверочное устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что продольная рейка (2) проходит в направлении, параллельном конусности резьбы резьбовой опоры (14).
6. Проверочное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что приспособления (4) для продольного направления содержат направляющий подшипник, который может скользить в продольной рейке (2).
7. Проверочное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит приспособления (5) для радиального направления, способные направлять приспособления (9) для проверки резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы резьбовой опоры (14) и пересекающем ее.
8. Проверочное устройство по п. 7, отличающееся тем, что приспособления (5) для радиального направления содержат направляющий подшипник, способный скользить в радиальной рейке (6), прикрепленной к приспособлениям (4) для продольного направления.
9. Проверочное устройство по п. 7, отличающееся тем, что приспособления (5) для радиального направления содержат две параллельные перекладины, каждая из которых прикреплена одним из концов к приспособлениям для продольного направления, при этом другой конец прикреплен к проверочным приспособлениям (9).
10. Проверочное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит приспособления для определения положения приспособлений (9) для проверки резьбы (fc) трубчатого компонента вдоль продольной рейки (2).
11. Проверочное устройство по п. 10, отличающееся тем, что приспособления для определения положения приспособлений (9) для проверки резьбы (fc) содержат градуировочную шкалу, выполненную на рейке (2).
12. Проверочное устройство по п. 10, отличающееся тем, что приспособления для определения положения приспособлений (9) для проверки резьбы (fc) образованы потенциометром, содержащим градуировочную шкалу (7),
10.
прикрепленную параллельно к рейке (2), а также указатель (15), который может скользить вдоль указанной градуировочной шкалы (7).
13. Проверочное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что материал, составляющий опору (14), выбирают из группы, включающей алюминий, бронзу и полиамиды, так что поверхность резьбы (fs) опоры (14) обладает высокой устойчивостью износу.
14. Проверочное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что приспособления (9) для проверки резьбы (fc) трубчатого компонента содержат два рычага (91, 92), каждый из которых оснащен первым (912, 922) и вторым (910, 920) концом, при этом первые концы (912, 922) соединены вместе с помощью деформируемой части (95), обеспечивающей угловое смещение (е) между вторыми концами (910, 920), при этом каждый из вторых концов (910, 920) содержит контактный элемент (930, 940), при этом проверочные приспособления дополнительно содержат приспособления (90) для определения смещения (е).
15. Проверочное устройство по любому из пп. 1 - 13, отличающееся тем, что приспособления (9) для проверки резьбы (fc) трубчатого компонента содержат конфокальный датчик.
16. Способ проверки резьбы (fc) трубчатого компонента для геологоразведочных работ или работы на углеводородных скважинах, отличающийся тем, что он включает следующие этапы, на которых:
• резьбовую опору (14) проверочного устройства по п. 14, а также по одному из пп. 7-9 свинчивают с резьбой (fc) трубчатого компонента до тех пор, пока продвижение при свинчивании не будет заблокировано;
• проверочное приспособление (9) размещают в выбранном положении Ро вдоль продольной рейки (2);
• проверочное приспособление (9) размещают таким образом, что один из контактных элементов (930, 940) устройства соприкасается с упорной боковой стороной резьбы, в то время, как другой контактный элемент (940, 930) соприкасается со стыковочной боковой стороной резьбы, при этом два контактных элемента находятся в пределах одного и того же основания витка резьбы;
• измеряют угловое смещение е;
• угловое смещение е, измеренное ранее, сравнивают с эталонной величиной е-ref.
17. Способ проверки резьбы (fc) трубчатого компонента для геологоразведочных работ или работы на углеводородных скважинах, отличающийся тем, что он включает следующие этапы, на которых:
• резьбовую опору (14) проверочного устройства по п. 15, а также по одному из пп. 7-9 свинчивают с резьбой (fc) трубчатого компонента до тех пор, пока продвижение при свинчивании не будет заблокировано;
• проверочные приспособления (9) смещают вдоль продольной рейки (2);
• данные, собранные конфокальным датчиком, обрабатывают для того, чтобы определить профиль резьбы (fc).
Фиг. 2
Фиг. 5
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
1/4
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
1/4
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
2/4
PCT/EP2011/005745
WO 2012/069154
2/4
PCT/EP2011/005745