油套管拧扣机扭矩的校验方法及其校验装置

摘要

本发明属于石油机械生产设备技术领域，提供了一种油套管拧扣机扭矩的校验方法及其校验装置，所述油套管拧扣机扭矩校验方法包括计算出柱状偏心元件及配重共同产生的扭矩值T3和用电脑测出柱状偏心元件及配重产生的扭矩值T4，根据修正系数K=T3/T4修订电脑显示的扭矩值，校验方法简单，不受外界因素的影响，校验结果准确；所述油套管拧扣机扭矩的校验装置包括拧扣机和偏心元件，所述柱状偏心元件包括夹紧部和与所述夹紧部同心设置的扇形凸起，所述柱状偏心元件自由转动的放置于支撑台上，所述扇形凸起的一条边与水平面平行，所述油套管拧扣机扭矩的校验装置还包括配重，装置结构简单，制造成本低，使用简单，校验结果精确。

权利要求

1.油套管拧扣机扭矩的校验方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将柱状偏心元件自由转动的放置于支撑台上，所述柱状偏心元件包括与拧扣机的主钳和背钳相适配的夹紧部和与所述夹紧部同心设置的扇形凸起，将距离所述柱状偏心元件中心L1米处支撑于称重装置上，使得扇形凸起的一条边与水平面平行并记录称重装置测出的质量W1千克，计算出所述柱状偏心元件自身重量产生的扭矩值T1为:T1＝W1*L1*9.8；

(2)将质量为W2千克的配重置于距离所述柱状偏心元件中心L1米处，计算出所述配重重量产生的扭矩值T2为：T2＝W2*L1*9.8；

(3)将计算出的所述柱状偏心元件自身重量产生的扭矩值T1和所述配重重量产生的扭矩值T2相加，计算出所述柱状偏心元件和配重共同产生的扭矩值T3：T3＝T1+T2；

(4)将L1米处设有W2千克配重的所述柱状偏心元件安装到拧扣机上，所述拧扣机上设有主钳和背钳，所述背钳通过压力传感器连接电脑，所述拧扣机的主钳自由支撑所述夹紧部且所述拧扣机的背钳夹紧所述夹紧部，记录所述电脑显示的扭矩值T4；

(5)计算得出电脑的修正系数K＝T3/T4；

(6)改变配重的重量，重复步骤(2)、(3)、(4)和(5)，得到另一个K值；

(7)多次重复步骤(6)，计算K的平均值，用所述平均值修订电脑显示的扭矩值。

2.如权利要求1所述的油套管拧扣机扭矩的校验方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述支撑台上设有若干对对称设置滚动轴承，所述夹紧部与滚动轴承的外圈相抵。

3.油套管拧扣机扭矩的校验装置，包括设有主钳和背钳的拧扣机，所述背钳通过压力传感器连接电脑，其特征在于，所述油套管拧扣机扭矩的校验装置还包括柱状偏心元件，所述柱状偏心元件包括与拧扣机的主钳和背钳相适配的夹紧部和与所述夹紧部同心设置的扇形凸起，所述柱状偏心元件自由转动的放置于支撑台上，所述扇形凸起距离所述柱状偏心元件中心L1米处与称重装置相抵，所述扇形凸起的一条边与水平面平行；所述油套管拧扣机扭矩的校验装置还包括设置于所述扇形凸起上距离所述柱状偏心元件中心L1米处的配重。

4.如权利要求3所述的油套管拧扣机扭矩的校验装置，其特征在于，所述支撑台上设有若干对对称设置滚动轴承，所述夹紧部与滚动轴承的外圈相抵。

说明书

油套管拧扣机扭矩的校验方法及其校验装置

技术领域

[0001] 本发明属于石油机械生产设备技术领域，尤其涉及一种油套管拧扣机扭矩的校验方法及其校验装置。

背景技术

[0002] 目前国内油套管厂家在接箍拧接成品油套管时均用到拧扣机，将接箍按API标准规定的扭矩进行上扣，通过扭矩来保证接箍螺纹与管端螺纹的紧密结合。

[0003] 拧扣机先用背钳将套管夹紧，然后将主钳钳口也夹紧，操作电脑，通过液压站给主钳提供动力，使主钳顺时针旋转上紧接箍。在接箍上紧过程中，主钳旋转，背钳不转，背钳会受因为反作力而受到一个相应的反作用扭矩，这个反作用扭矩通过背钳的力臂在压力传感器处产生一个压力，背钳的力臂与压力传感器上受到的力相乘再乘以适当的系数得到对应的扭矩值，即本次拧扣的扭矩值。

[0004] 但拧扣机在使用过程中，随着各个部件的长时间使用，会使设备的阻尼力不断变大，使扭矩值不准确，目前所能采用的校验办法为在标准圆棒上粘贴应力应变片，通过应变片的应变变形测出主钳所施加的扭矩值，进而通过作用力和反作用力的原理，来校验设备的扭矩是否准确，该方法操作复杂，影响因素多，例如温度、湿度等，检测结果不准确。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种油套管拧扣机扭矩的校验方法，旨在解决现有采用应力应变片的检验方法操作复杂，检测结果不准确的技术问题。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：油套管拧扣扭矩的校验方法，包括以下步骤：

[0007] （1）将柱状偏心元件自由转动的放置于支撑台上，所述柱状偏心元件包括与拧扣机的主钳和背钳相适配的夹紧部和与所述夹紧部同心设置的扇形凸起，将距离所述柱状偏心元件中心L1米处支撑于称重装置上，使得扇形凸起的一条边与水平面平行并记录称重装置测出的质量W1千克，计算出所述柱状偏心元件自身重量产生的扭矩值T1为:

[0008] T1=W1*L1*9.8；

[0009] （2）将质量为W2千克的配重置于距离所述柱状偏心元件中心L1米处，计算出所述配重重量产生的扭矩值T2为：

[0010] T2=W2*L1*9.8；

[0011] （3）将计算出的所述柱状偏心元件自身重量产生的扭矩值T1和所述配重重量产生的扭矩值T2相加，计算出所述柱状偏心元件和配重共同产生的扭矩值T3：

[0012] T3=T1+T2;

[0013] （4）将L1米处设有W2千克配重的所述柱状偏心元件安装到拧扣机上，所述拧扣机的主钳自由支撑所述夹紧部且所述拧扣机的背钳夹紧所述夹紧部，记录电脑显示的扭矩值T4；

[0014] （5）计算得出电脑的修正系数K=T3/T4;

[0015] （6）多次改变配重的重量，重复步骤（2）、（3）、（4）和（5），得到另一个K值；

[0016] （7）重复步骤（6），计算K的平均值，用所述平均值修订电脑显示的扭矩值。

[0017] 作为一种改进，在步骤（1）中，所述支撑台上设有若干对对称设置滚动轴承，所述夹紧部与滚动轴承的外圈相抵。

[0018] 采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

[0019] 在步骤（1）中，将柱状偏心元件自由转动的放置于支撑台上，柱状偏心元件包括夹紧部和扇形凸起，将距离柱状偏心元件中心L1米处支撑于称重装置上，使得扇形凸起的一条边与水平面平行，使柱状偏心元件正压于称重装置之上，可准确的测出柱状偏心元件的质量以及计算出自身重量产生的扭矩值T1。

[0020] 在步骤（3）中，将计算出的柱状偏心元件自身重量产生的扭矩值T1和配重重量产生的扭矩值T2相加，可以准确计算出柱状偏心元件和配重共同产生的真正扭矩值T3。

[0021] 在步骤（4）中，将L1米处设有配重的柱状偏心元件安装到拧扣机上，拧扣机的主钳自由支撑夹紧部且拧扣机的背钳夹紧夹紧部，主钳不施加任何外力，电脑显示的扭矩值T4即为测出的柱状偏心元件和配重共同产生扭矩值。

[0022] 在步骤（5）中，根据计算出的准确的扭矩值T3与电脑测出的扭矩值T4，可以计算得出电脑的修正系数K=T3/T4。

[0023] 在步骤（6）和步骤（7）中，改变配重的重量，算出多个修正系数K，求修正系数K的平均值，可以提高修订电脑显示的扭矩值的准确性。

[0024] 由于支撑台上设有若干对对称设置滚动轴承，夹紧部与滚动轴承的外圈相抵，可以对柱状偏心元件不施加外力进行固定，防止发生移动。

[0025] 该油套管拧扣机扭矩的校验方法，校验过程简单，不受外界因素的影响，校验结果准确。

[0026] 本发明还解决了另一个技术问题：提供一种油套管拧扣机扭矩的校验装置，旨在解决采用应力应变片校验扭矩值结果不准确的技术问题。

[0027] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

[0028] 油套管拧扣机扭矩的校验装置，包括设有主钳和背钳的拧扣机，所述背钳通过压力传感器连接电脑，所述油套管拧扣机扭矩的校验装置还包括柱状偏心元件，所述柱状偏心元件包括与拧扣机的主钳和背钳相适配的夹紧部和与所述夹紧部同心设置的扇形凸起，所述柱状偏心元件自由转动的放置于支撑台上，所述扇形凸起距离所述柱状偏心元件中心L1米处与称重装置相抵，所述扇形凸起的一条边与水平面平行；所述油套管拧扣机扭矩的校验装置还包括设置于所述扇形凸起上距离所述柱状偏心元件中心L1米处的配重。

[0029] 作为一种改进，所述支撑台上设有若干对对称设置滚动轴承，所述夹紧部与滚动轴承的外圈相抵。

[0030] 采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

[0031] 由于油套管拧扣机扭矩的校验装置包括柱状偏心元件，柱状偏心元件包括夹紧部和同心设置的扇形凸起，柱状偏心元件自由转动的放置于支撑台上，扇形凸起距离柱状偏心元件中心L1米处与称重装置相抵，扇形凸起的一条边与水平面平行，使柱状偏心元件正压于称重装置之上，可准确的测出柱状偏心元件的质量；由于油套管拧扣机扭矩的校验装置还包括设置于扇形凸起上距离柱状偏心元件中心L1米处的配重，可以增加柱状偏心元件产生的扭矩值，使柱状偏心元件和配重共同产生的扭矩值在传感器的有效测量范围之内，提高校验的准确度，另外可以设置质量不同的多个配重，进行多次校验，进一步提高校验的准确度。该油套管拧扣机扭矩的校验装置，结构简单，制造成本低，校验结果准确。

[0032] 由于支撑台上设有若干对对称设置滚动轴承，夹紧部与滚动轴承的外圈相抵，可以对柱状偏心元件进行固定，防止发生移动。

附图说明

[0033] 图1是本发明实施例提供的油套管拧扣机扭矩的校验装置中柱状偏心元件及配重的结构示意图；

[0034] 图2是本发明实施例提供的油套管拧扣机扭矩的校验装置中测量柱状偏心元件质量的结构示意图；

[0035] 图3是本发明实施例提供的油套管拧扣机扭矩的校验装置中柱状偏心元件及配重安装在拧扣机上的结构示意图；

[0036] 图中，1、拧扣机，11、主钳，12、背钳，13、传感器，14、电脑，2、柱状偏心元件，21、夹紧部，22、扇形凸起，3、支撑台，31、滚动轴承，4、称重装置，5、配重。

具体实施方式

[0037] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0038] 本发明提供了一种油套管拧扣扭矩的校验方法，包括以下步骤：

[0039] （1）将柱状偏心元件2自由转动的放置于支撑台3上，柱状偏心元件2包括与拧扣机1的主钳11和背钳12相适配的夹紧部21和与夹紧部21同心设置的扇形凸起22，支撑台3上设有若干对对称设置滚动轴承31，夹紧部21与滚动轴承31的外圈相抵，将距离柱状偏心元件2中心L1米处支撑于称重装置4上，使得扇形凸起22的一条边与水平面平行并记录称重装置4测出的质量W1千克，计算出柱状偏心元件2自身重量产生的扭矩值T1为:

[0040] T1=W1*L1*9.8；

[0041] （2）将质量为W2千克的配重5置于距离所述柱状偏心元件中心L1米处，计算出配重5重量产生的扭矩值T2为：

[0042] T2=W2*L1*9.8；

[0043] （3）将计算出的柱状偏心元件2自身重量产生的扭矩值T1和配重5重量产生的扭矩值T2相加，计算出柱状偏心元件2和配重5共同产生的扭矩值T3：

[0044] T3=T1+T2;

[0045] （4）将L1米处设有W2千克配重5的柱状偏心元件2安装到拧扣机1上，拧扣机1的主钳11自由支撑夹紧部21且拧扣机1的背钳12夹紧夹紧部21，记录电脑14显示的扭矩值T4；

[0046] （5）计算得出电脑14的修正系数K=T3/T4;

[0047] （6）改变配重5的重量，重复步骤（2）、（3）、（4）和（5），得到另一个K值；

[0048] （7）多次重复步骤（6），计算K的平均值，用平均值修订电脑5显示的扭矩值。

[0049] 本发明提供的油套管拧扣机扭矩的校验方法，校验过程简单，不受外界因素的影响，校验结果准确。

[0050] 本发明还提供了一种油套管拧扣机扭矩的校验装置：

[0051] 图1是本发明实施例提供的油套管拧扣机扭矩的校验装置中柱状偏心元件及配重的结构示意图，图2是本发明实施例提供的油套管拧扣机扭矩的校验装置中测量柱状偏心元件质量的结构示意图，图3是本发明实施例提供的油套管拧扣机扭矩的校验装置中柱状偏心元件及配重安装在拧扣机上的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明相关的部分。

[0052] 本发明实施例提供的油套管拧扣机扭矩的校验装置，包括设有主钳11和背钳12的拧扣机1，背钳12通过压力传感器13连接电脑14，油套管拧扣机扭矩的校验装置还包括柱状偏心元件2，柱状偏心元件2包括与拧扣机1的主钳11和背钳12相适配的夹紧部21和与夹紧部21同心设置的扇形凸起22，柱状偏心元件2自由转动的放置于支撑台3上，扇形凸起22距离柱状偏心元件2中心L1米处与称重装置4相抵，扇形凸起22的一条边与水平面平行，使柱状偏心元件2正压于称重装置4之上，可准确的测出柱状偏心元件2的质量；油套管拧扣机扭矩的校验装置还包括设置于扇形凸起22上距离柱状偏心元件2中心L1米处的配重5，可以增加柱状偏心元件2产生的扭矩值，使柱状偏心元件2和配重5共同产生的扭矩值在传感器13的有效测量范围之内，提高校验的准确度，另外可以设置质量不同的多个配重5，进行多次校验，次数大于等于三次，进一步提高校验的准确度。

[0053] 支撑台3上设有若干对对称设置滚动轴承31，夹紧部21与滚动轴承31的外圈相抵，可以对柱状偏心元件2进行固定，防止发生移动。

[0054] 本发明提供的油套管拧扣机扭矩的校验装置，结构简单，制造成本低，校验结果准确。

[0055] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。