专利名称：莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种石油钻采用的井下工具，特别是一种莫诺钻具/泵定子衬套内腔 小径测量装置及方法。
背景技术：
莫诺钻具/泵是目前国内外最广泛使用的地质勘探，石油、天然气开发极为重要 的工具。定转子是莫诺钻具/泵的最关键部件，莫诺钻具/泵的转子与定子应具备两个条 件能密封，即转子和定子曲面应组成空间共轭副，以形成多个共轭封闭腔来容纳介质 ’转 子的连续动能导致密封腔连续沿轴向下移，为了保证马达密封腔的密封，以确保能承受的 压降，所以定转子间的配合尺寸都需要经过选配测试，使其不过紧或过松，而且能够使马达 发挥最大的效率，因此转子与定子的过盈量选取显得尤为重要，而转子的实际加工尺寸是 由定子衬套内径的尺寸确定的，如果定子衬套内径尺寸测量不准确，则转子的加工尺寸就 难以准确确定，转子与定子啮合时就不能满足莫诺钻具/泵应具备的基本条件；由于莫诺 钻具/泵定子衬套是螺旋形曲面，常规的测量方法及装置很难对定子衬套内径给予准确的 定位和测量，因此，市场急需一种可以快速、准确测量莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径的装 置及方法。

发明内容
本发明的目的是针对目前莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径尺寸不能准确测量的 情况，以及为了增强转子与定子密封腔的密封性，提高螺杆马达工作效率，特提供一种莫诺 钻具/泵定子衬套内腔小径测量装置及方法。为了达到上述目的，本发明解决此技术问题所采用的技术方案是一种莫诺钻具 /泵定子衬套内腔小径测量装置，其结构是由弹簧、浮动支座、探头、定滑轮、内径测杆、拉 线、拉线控制闸、固定支座、壳体、数显测量仪等组成，其结构特征是探头安置在浮动支座 和壳体上的安置孔中；浮动支座由弹簧支撑，拉线连接浮动支座和拉线控制闸，靠拉线控 制闸控制浮动支座的伸缩；拉线放置在壳体和内径测杆内；数显测量仪与内径测杆一端连 接，数显测量仪具有超大数字显示屏幕、USB数据输出口、公英制数据转换、自动切换标准 值、高速跟踪测量等特点，另外还具有可编程控制器，将数据输入电脑，能得到各种参数的 统计结果；固定支座靠花键与壳体连接，起定位作用，固定支座的长度大于定子一个导程而 小于定子两个导程，固定支座可以根据定子导程的不同进行更换；将测量工具置入定子衬 套内腔或取出时，可以通过拉线控制间控制浮动支座，使其处于被压缩状态。一种莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径测量方法，其特征在于，测量时，拉紧拉线控 制闸，使浮动支座收缩，将装置放入定子衬套内腔中，松开拉线控制间，靠一个长度介于定 子一个导程和两个导程之间的固定支座的两个支点和浮动支座的1个支点支撑定位，由探 头感应测量，通过内径测杆将感应传递给数显测量仪，由数显测量仪统计测量出和储存的 定子衬套小径数据。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果是(1)该装置结构简单、测量方便、测 量结果精度高，可以用于各种内腔为螺旋结构的尺寸测量；(2)内腔测量通过固定支座和 浮动支座定位，应用探头感应测量和数显测量仪进行数据处理，可以得到准确的数据，及其 处理结果，有利于对转子加工尺寸的确定，适合现场推广应用。


图1是本发明莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径测量装置实施方式结构示意图。图2是常用莫诺钻具定子截面示意图。图中1.弹簧，2.浮动支座，3.探头，4.定滑轮，5.内径测杆，6.拉线，7.拉线控 制闸，8.固定支座，9.壳体，10.数显测量仪，11.定子，12.衬套，13.定子衬套小径。
具体实施例方式如图1和图2所示，本发明一种莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径测量装置，其结构 是由弹簧1、浮动支座2、探头3、定滑轮4、内径测杆5、拉线6、拉线控制闸7、固定支座8、壳 体9、数显测量仪10等组成，其结构特征是探头3安置在浮动支座2和壳体9上的安置孔 中；浮动支座2由弹簧1支撑，拉线6连接浮动支座2和拉线控制闸7，靠拉线控制闸7控制 浮动支座2的伸缩，将测量工具置入定子11的衬套12内腔或取出时，可以通过拉线控制闸 7控制浮动支座2，使其处于被压缩状态；拉线6放置在壳体9和内径测杆5内；内径测杆5 一端与壳体9连接，另一端与数显测量仪10连接，数显测量仪(10)具有超大数字显示屏幕、 USB数据输出口、预置实际位置数值、公英制数据转换、自动切换标准值、高速跟踪测量等特 点，另外还具有可编程的PLC系统，并能提供各种测量参数的统计结果并绘出直方图；固定 支座8靠花键与壳体9连接，起支撑定位作用，可以根据测量定子11导程的不同进行更换。一种莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径测量方法，其技术特征是测量时，拉紧拉线 控制间7，使浮动支座2收缩，将装置放入定子11的衬套12内腔中，确定放入位置后，松开 拉线控制闸7，靠一个长度介于定子11 一个导程和两个导程之间的固定支座18的两个支点 和浮动支座2的一个支点支撑定位，由浮动支座2和壳体9安装孔内的探头3测量，通过内 径测杆5将感应传递给数显测量仪10，由数显测量仪10统计测量出和储存的定子衬套小径 13的数据。对于莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径13的测量，分析定转子截面的特殊形状及马 达副的啮合特点，只要测量定子衬套内腔小径13即可计算出转子的加工尺寸。因此，使用 该工具测量定子衬套内腔小径13时，通过固定支座18的两个支点和浮动支座2的一个支 点支撑定位，由探头3感应测量和数显测量仪10进行数据处理，可以得到准确的数据及其 数据处理结果；该测量方法可以测量定子内腔多个截面的尺寸，测量方便、精度高，便于转 子加工尺寸的确定，适合现场推广应用。
权利要求
1.莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径测量装置，由弹簧(1)、浮动支座(2)、探头(3)、 定滑轮(4)、内径测杆(5)、拉线(6)、拉线控制闸(7)、固定支座(8)、壳体(9)、数显测量仪 (10)等构成，其特征在于探头(3)安置在浮动支座(2)和壳体(9)上的安置孔中；浮动支 座(2)由弹簧(1)支撑，拉线(6)连接浮动支座(2)和拉线控制闸(7)，靠拉线控制闸(7)控 制浮动支座(2)的伸缩；拉线(6)放置在壳体(9)和内径测杆(5)内；内径测杆(5)—端与 壳体(9)连接，另一端与数显测量仪(10)连接；固定支座(8)靠花键与壳体(9)连接，起支 撑定位作用，可以根据测量定子(11)导程的不同进行更换。
2.根据权利要求1所述的莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径测量装置，其特征在于数 显测量仪(10)具有超大数字显示屏幕、USB数据输出口、公英制数据转换、自动切换标准 值、高速跟踪测量等特点，另外还具有可编程控制器，将数据输入电脑，能得到各种参数的 统计结果。
3.根据权利要求1所述的莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径测量装置的测量方法，其 特征在于，测量时，拉紧拉线控制闸(7)，使浮动支座(2)收缩，将装置放入定子(11)的衬套 (12 )内腔中，确定放入位置后，松开拉线控制闸(7 )，靠一个长度介于定子(11) 一个导程和 两个导程之间的固定支座(8)的两个支点和浮动支座(2)的一个支点支撑定位，由安置在 浮动支座(2 )和壳体(9 )安装孔内的探头(3 )测量，通过内径测杆(5 )将感应传递给数显测 量仪(10)，由数显测量仪(10)统计测量出和储存的定子衬套小径(13)的数据；该方法的核 心是将复杂内螺旋曲面小径的测量转换为内圆直径的测量。
全文摘要
莫诺钻具/泵定子内腔小径测量装置及方法，属于石油钻采用莫诺钻具/泵定子衬套内腔小径测量技术领域。本发明测量装置由弹簧、浮动支座、探头、定滑轮、内径测杆、拉线、拉线控制闸、固定支座、壳体、数显测量仪等组成；测量时，拉紧拉线控制闸，使浮动支座收缩，将装置放入衬套内腔中，松开拉线控制闸，靠一个长度介于定子一个导程和两个导程之间的固定支座的两个支点和浮动支座的一个支点支撑定位，由探头感应测量，通过内径测杆将感应传递给数显测量仪，由数显测量仪统计测量出和储存的定子衬套小径数据。本发明技术定位准确、测量精度高、使用方便，可显著提高莫诺钻具/泵定转子的选配精度，从而促进莫诺钻具/泵的科学设计和使用。
文档编号G01B5/12GK102109313SQ20101059751
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者石昌帅, 祝效华, 童华 申请人:西南石油大学