專利名稱：一種橡膠夾層金屬定子螺桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油、天然氣鉆井領(lǐng)域中應(yīng)用的螺桿鉆具，特別是一種橡膠夾層金屬定子螺桿。
背景技術(shù)：
螺桿鉆具是石油、天然氣鉆井工程中常用的井下動(dòng)力鉆具，它包括旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬向軸總成和傳動(dòng)軸總成，其中馬達(dá)總成是為螺桿鉆具提供動(dòng)力的核心部件，由轉(zhuǎn)子和定子兩個(gè)基本部分組成。常規(guī)馬達(dá)定子由定子殼體和橡膠襯套構(gòu)成，定子殼體內(nèi)腔為光滑圓柱面，橡膠通過硫化工藝粘結(jié)在定子殼體內(nèi)壁，橡膠襯套的內(nèi)孔為連續(xù)螺旋曲面。工作過程中，在轉(zhuǎn)子周期性的擠壓和定轉(zhuǎn)子密封腔壓差作用下，由于橡膠襯套壁厚不等，橡膠襯套將發(fā)生不均勻變形，從而導(dǎo)致橡膠襯套機(jī)械密封性能減弱，影響馬達(dá)工作效率，同時(shí)由于橡膠襯套的散熱不均，熱滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，使橡膠極易老化和撕裂，降低其使用壽命。近年來，國(guó)內(nèi)外提出了等壁厚螺桿鉆具馬達(dá)定子，由于定子橡膠襯套的壁厚基本相同，受力后變形均勻，抵抗變形能力強(qiáng)，且散熱性能和密封性能得到改善，提高了螺桿鉆具的工作效率和使用壽命，但等壁厚定子殼體內(nèi)表面為連續(xù)螺旋曲面，加工難度大且成本較高。因此，研究加工工藝簡(jiǎn)單、加工成本較低、工作效率高及使用壽命長(zhǎng)的螺桿鉆具具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決常規(guī)螺桿鉆具定子工作效率低、使用壽命短，以及等壁厚螺桿鉆具定子加工難度大且成本高的難題，特別提供一種橡膠夾層金屬定子螺桿。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型解決此技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種橡膠夾層金屬定子螺桿，是由定子殼體、橡膠層、金屬定子層和轉(zhuǎn)子等組成，其結(jié)構(gòu)特征是定子殼體為內(nèi)壁光滑的直管，金屬定子層為壁厚相等、內(nèi)外表面均為螺旋曲面的管件或者外表面為光滑圓柱面、內(nèi)表面為螺旋曲面的管件；定子殼體與金屬定子層之間靠硫化的橡膠層粘結(jié)在一起；轉(zhuǎn)子與金屬定子層嚙合形成密封腔；當(dāng)螺桿工作時(shí)，橡膠層還起到減振作用；每個(gè)螺旋管兩個(gè)端面分別有3 5個(gè)花鍵和花鍵槽，將加工好的半個(gè)導(dǎo)程或者一個(gè)導(dǎo)程的螺旋管通過花鍵和花鍵槽配合，組裝成金屬定子層。本實(shí)用新型具有的有益效果是(1)該螺桿內(nèi)部為金屬定子層，加快了定子的散熱速度，提高了定子強(qiáng)度、密封腔的承壓能力，以及馬達(dá)的工作效率和使用壽命；(2)金屬定子層由多個(gè)半個(gè)導(dǎo)程或者一個(gè)導(dǎo)程的螺旋管組裝成，具有普通等壁厚螺桿鉆具定子的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于螺旋管的長(zhǎng)度較短，因此降低了等壁厚定子內(nèi)螺旋曲面的加工難度和加工成本；(3)橡膠層粘結(jié)在定子殼體和金屬定子層之間，避免了因與鉆井介質(zhì)的直接接觸造成的熱脹、溶脹，減緩了橡膠磨損及疲勞老化的速度。

[0007]圖1是本實(shí)用新型一種橡膠夾層金屬定子螺桿第一實(shí)施例橫截面示意圖。圖2是本實(shí)用新型一種橡膠夾層金屬定子螺桿第二實(shí)施例橫截面示意圖。圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例螺桿剖面示意圖。圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例螺桿剖面示意圖。圖5是本實(shí)用新型第一實(shí)施例螺旋管剖面示意圖。圖6是本實(shí)用新型第一實(shí)施例螺旋管剖面示意圖。圖中1.定子殼體，2.橡膠層，3.金屬定子層，4.轉(zhuǎn)子，5.螺旋管，6.花鍵，7.花鍵槽。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖3和圖5所示，本實(shí)用新型一種橡膠夾層金屬定子螺桿第一實(shí)施例，是由定子殼體1、橡膠層2、金屬定子層3和轉(zhuǎn)子4等組成，其結(jié)構(gòu)特征是定子殼體1為內(nèi)壁光滑的直管，金屬定子層3為壁厚相等、內(nèi)外表面均為螺旋曲面的管件；定子殼體1與金屬定子層3之間靠硫化的橡膠層2粘結(jié)在一起；轉(zhuǎn)子4與金屬定子層3嚙合形成密封腔；橡膠層2與金屬定子層3的外部螺旋曲面粘結(jié)，增加了粘結(jié)強(qiáng)度，橡膠層2粘結(jié)在定子殼體1和金屬定子層3之間，避免了因與鉆井介質(zhì)的直接接觸造成的熱脹、溶脹，減緩了橡膠磨損及疲勞老化的速度，當(dāng)螺桿工作時(shí)，橡膠層2還起到減振作用；螺旋管5內(nèi)外表面均為螺旋曲面，每個(gè)螺旋管5兩個(gè)端面分別有3 5個(gè)花鍵6和花鍵槽7，將加工好的半個(gè)導(dǎo)程或者一個(gè)導(dǎo)程的螺旋管5通過花鍵6和花鍵槽7配合，組裝成金屬定子層3。如圖2、圖4和圖6所示，本實(shí)用新型一種橡膠夾層金屬定子螺桿第二實(shí)施例，也是由定子殼體1、橡膠層2、金屬定子層3和轉(zhuǎn)子4等組成，其結(jié)構(gòu)特征是金屬定子層3為外表面為光滑圓柱面、內(nèi)表面為螺旋曲面的管件，由外表面為光滑圓柱面、內(nèi)表面為螺旋曲面的螺旋管5通過花鍵6和花鍵槽7配合形成。第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的金屬定子層3均具有普通等壁厚螺桿鉆具定子的優(yōu)點(diǎn)，可以加快定子的散熱速度，提高定子強(qiáng)度、密封腔的承壓能力，以及馬達(dá)的工作效率和使用壽命，同時(shí)由于金屬定子層3由長(zhǎng)度較短的螺旋管5組成，因此降低了等壁厚定子內(nèi)螺旋曲面的加工難度和加工成本。
權(quán)利要求1.一種橡膠夾層金屬定子螺桿，是由定子殼體(1)、橡膠層(2)、金屬定子層(3)和轉(zhuǎn)子 (4)等組成，其特征是定子殼體(1)為內(nèi)壁光滑的直管，金屬定子層(3)為壁厚相等、內(nèi)外表面均為螺旋曲面的管件或者外表面為光滑圓柱面、內(nèi)表面為螺旋曲面的管件；定子殼體 (1)與金屬定子層(3)之間靠硫化的橡膠層(2)粘結(jié)在一起；轉(zhuǎn)子(4)與金屬定子層(3)嚙合形成密封腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橡膠夾層金屬定子螺桿，其特征是每個(gè)螺旋管(5)兩個(gè)端面分別有3 5個(gè)花鍵(6)和花鍵槽(7)，將加工好的半個(gè)導(dǎo)程或者一個(gè)導(dǎo)程的螺旋管 (5 )通過花鍵(6 )和花鍵槽(7 )配合，組裝成金屬定子層(3 )。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種石油、天然氣鉆井用的橡膠夾層金屬定子螺桿。其技術(shù)方案是橡膠夾層金屬定子螺桿由定子殼體、橡膠層、金屬定子層和轉(zhuǎn)子等組成；定子殼體為內(nèi)壁光滑的直管，金屬定子層由多個(gè)半個(gè)導(dǎo)程或者一個(gè)導(dǎo)程的螺旋管道靠花鍵與花鍵槽配合形成，定子殼體與金屬定子層之間靠橡膠層粘結(jié)在一起，轉(zhuǎn)子與金屬定子層嚙合形成密封腔；當(dāng)螺桿工作時(shí)，橡膠層還起到減振作用。本實(shí)用新型具有耐高溫、扭矩高、長(zhǎng)度短、使用壽命長(zhǎng)及加工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；還可以提高螺桿使用壽命和工作效率，降低等壁厚螺桿鉆具定子加工難度和加工成本，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)E21B4/04GK202210711SQ20112033240
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者李佳南, 石昌帥, 祝效華 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)