用于螺桿鉆具馬達(dá)定子的橡膠破碎清除裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高壓水射流清洗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于螺桿鉆具馬達(dá)定子的橡膠破碎清除裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]螺桿鉆具是應(yīng)用最廣泛、市場份額最大的井下動力鉆具，螺桿鉆具的工作原理是將泥漿泵泵送的鉆井液驅(qū)動馬達(dá)轉(zhuǎn)子(螺桿)旋轉(zhuǎn)，并將扭矩和轉(zhuǎn)速通過萬向軸傳遞給鉆頭。鉆具失效將直接影響鉆井工程的進(jìn)度，從鉆具出現(xiàn)的事故率來看，主要是螺桿鉆具馬達(dá)定子失效。如圖3所示，螺桿鉆具馬達(dá)定子40是在優(yōu)質(zhì)鋼管41內(nèi)熱套入成型定子橡膠42，橡膠42內(nèi)壁具有凹凸螺旋狀，與馬達(dá)轉(zhuǎn)子嚙合。工作時(shí)，由于螺桿鉆具過載、鉆井液的化學(xué)腐蝕與高溫等原因?qū)⑹沟枚ㄗ酉鹉z42逐漸產(chǎn)生裂紋，當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子與定子橡膠嚙合時(shí)，裂紋使得定子橡膠逐漸被撕裂，從而導(dǎo)致螺桿鉆具轉(zhuǎn)子與定子之間的配合失效。
[0003]當(dāng)螺桿鉆具定子失效后，需要整體更換馬達(dá)定子。被替換的馬達(dá)定子應(yīng)清除內(nèi)部已失效的定子橡膠，否則馬達(dá)定子鋼管無法被再利用。由于熱套的馬達(dá)定子橡膠與定子鋼管內(nèi)壁之間具有相當(dāng)?shù)恼澈蠌?qiáng)度，同時(shí)定子鋼管又細(xì)又長，一般的機(jī)械設(shè)備難以進(jìn)入鋼管內(nèi)部清除定子橡膠。傳統(tǒng)去除定子橡膠的方法為蒸煮法，即采取加熱的方式使橡膠熔融、脫落，但熔融的橡膠仍會殘留在定子鋼管內(nèi)壁上，影響再次壓注新的定子橡膠；更為嚴(yán)重的是，蒸煮橡膠產(chǎn)生的硫化物會造成環(huán)境污染，同時(shí)，也將對工人人身造成傷害。因此，蒸煮法去除螺桿鉆具馬達(dá)定子橡膠，不僅去除效率低，去除效果差而且容易污染環(huán)境。
[0004]因此，如何快速有效地去除定子鋼管中的定子橡膠，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足之處，通過高壓水射流技術(shù)，提供一種用于螺桿鉆具馬達(dá)定子的橡膠破碎清除裝置。本裝置依靠高壓純水射流切割、破碎、沖洗功能，進(jìn)行螺桿鉆具定子橡膠的破碎清除。本裝置既能保證一次性徹底清除馬達(dá)定子橡膠，不會在馬達(dá)定子鋼管內(nèi)殘留橡膠，又不會對鋼管產(chǎn)生損傷，大大提高了馬達(dá)定子鋼管的回收利用率；此外，本裝置中采用的水射流工藝還不會對環(huán)境造成污染。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]—種用于螺桿鉆具馬達(dá)定子的橡膠破碎清除裝置，本裝置包括如下組成部分:
[0008]高壓泵組，用于向噴桿噴水機(jī)構(gòu)中泵入高壓水；
[0009]噴桿噴水機(jī)構(gòu)，用于將高壓泵組泵出的高壓水通過噴桿輸送至噴頭，使高壓水噴射至定子鋼管的內(nèi)壁面上；
[0010]驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動噴桿噴水機(jī)構(gòu)沿所述定子鋼管的軸線方向移動；并驅(qū)動噴桿噴水機(jī)構(gòu)中的噴桿轉(zhuǎn)動以使得高壓水旋轉(zhuǎn)噴射在定子鋼管的內(nèi)壁面上。
[0011]優(yōu)選的，所述高壓泵組包括依次串聯(lián)的低壓供水泵、過濾器、低壓傳感器、高壓供水泵、高壓傳感器和高壓控制閥；所述高壓控制閥通過管道與噴桿噴水機(jī)構(gòu)中的噴桿相連通。
[0012]優(yōu)選的，所述驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)為液壓動力式驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，其包括液壓泵、第一液壓電磁閥、第二液壓電磁閥、第三液壓電磁閥、液壓調(diào)壓閥和驅(qū)動噴桿噴水機(jī)構(gòu)沿所述定子鋼管軸線方向移動的液壓進(jìn)給單元；
[0013]所述第一液壓電磁閥、第二液壓電磁閥、第三液壓電磁閥和液壓調(diào)壓閥并聯(lián)設(shè)置在所述液壓泵的出水管路上，所述第一液壓電磁閥與高壓泵組中的高壓控制閥的控制端相連通；所述第二液壓電磁閥與驅(qū)動噴桿噴水機(jī)構(gòu)中的噴桿轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)相連通；所述第三液壓電磁閥與所述液壓進(jìn)給單元相連通；
[0014]優(yōu)選的，所述第二液壓電磁閥與所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)相連通的管路上均設(shè)置有液壓節(jié)流閥；所述第三液壓電磁閥與所述液壓進(jìn)給單元相連通的管路上也均設(shè)置有液壓節(jié)流閥。
[0015]優(yōu)選的，所述噴桿噴水機(jī)構(gòu)包括封閉的筒體，筒體的兩端分別設(shè)有帶有中空內(nèi)腔的噴桿和旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)，所述噴桿的遠(yuǎn)離筒體的一端固設(shè)有噴頭；
[0016]所述筒體上設(shè)有與高壓泵組中的高壓控制閥通過管道相連通的入水口，所述筒體中還設(shè)有同軸設(shè)置的、筒狀的過流主軸，所述過流主軸的中空內(nèi)腔連通所述入水口和噴桿的中空內(nèi)腔；所述過流主軸的一端伸出筒體與所述噴桿固定聯(lián)接，所述過流主軸的另一端伸出筒體與所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)中的旋轉(zhuǎn)部件固定聯(lián)接，所述過流主軸與所述筒體之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)密封副。
[0017]優(yōu)選的，所述噴桿的外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向架；所述導(dǎo)向架包括分別套設(shè)固定在噴桿桿身上的第一套筒和第二套筒，所述導(dǎo)向架還包括有至少三個(gè)橫桿，所述橫桿沿噴桿桿身的周向均勻分布在第一套筒和第二套筒的外側(cè)；
[0018]所述導(dǎo)向架還包括用于聯(lián)接橫桿與第一套筒或橫桿與第二套筒的連桿，所述連桿與橫桿、連桿與第一套筒和連桿與第二套筒之間均為鉸接，且設(shè)置在第一套筒靠近第二套筒一端的連桿與設(shè)置在第二套筒靠近第一套筒一端的連桿在所述橫桿上共用一個(gè)鉸接端;
[0019]進(jìn)一步的，所述橫桿上設(shè)有便于導(dǎo)向架在筒體內(nèi)壁面上移動的行走滾輪。
[0020]優(yōu)選的，所述液壓進(jìn)給單元包括受液壓驅(qū)動而平移的支座，所述筒體通過支撐座固定在所述支座上，所述支撐座的高度可調(diào)。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]I)本發(fā)明以高壓泵組泵送高壓水射流的方式破碎螺桿鉆具馬達(dá)定子中的定子橡膠。即本裝置以純水為作業(yè)介質(zhì)，與傳統(tǒng)的處理方式相比，本裝置工作時(shí)的處理工藝為濕式物理工藝，不產(chǎn)生粉塵顆粒，不使用任何化學(xué)藥劑，不產(chǎn)生熱效應(yīng)，具有對環(huán)境無污染、工藝處理簡單、對定子鋼管無損傷的特點(diǎn)。
[0023]2)本發(fā)明中的噴桿噴水機(jī)構(gòu)中的噴桿既可以在驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)的作用下沿定子鋼管的軸向前后移動，也可以在驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)的作用下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)噴桿沿定子鋼管的軸向前后移動時(shí)，高壓水自噴桿噴頭處的多個(gè)射流通道噴出而形成多束單束射流，此單束射流可以對定子橡膠實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)清除，進(jìn)而可以對定子鋼管上的定子橡膠實(shí)現(xiàn)逐段的去除；當(dāng)噴桿繞定子鋼管的軸線旋轉(zhuǎn)噴射時(shí)，即當(dāng)噴桿以旋轉(zhuǎn)水射流為作業(yè)方式時(shí)，此時(shí)噴桿的噴頭將多束單束射流旋轉(zhuǎn)起來形成旋轉(zhuǎn)水射流，既發(fā)揮了射流的切割、沖擊效應(yīng)，又充分利用了射流的彎矩、剪切作用，從而使旋轉(zhuǎn)水射流類似“冷刀具鉆頭”而進(jìn)行橡膠破碎，實(shí)現(xiàn)了較高的清除效率；同時(shí)，噴頭的射流噴射角度根據(jù)作業(yè)對象特性設(shè)計(jì)，從而使射流軌跡完全覆蓋馬達(dá)定子鋼管的內(nèi)表面，配合噴桿的軸向移動，即可實(shí)現(xiàn)清除橡膠無遺漏。
[0024]3)本發(fā)明中的驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)為液壓動力式驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，即本發(fā)明通過一個(gè)液壓源即可實(shí)現(xiàn)高壓水的通斷、噴桿的軸向移動以及噴桿的旋轉(zhuǎn)，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且控制效果好，清洗效率高，工作速度快。
[0025]5)本發(fā)明中的導(dǎo)向架不但使得噴桿可以在定子鋼管中較為靈活的移動，也確保了噴桿噴頭能夠始終處于定子鋼管的中心位置處，從而確保了自噴頭處噴射出的多束單束射流具有大致均等的水壓和射流方向，進(jìn)一步提高了定子橡膠的清除效率和清除效果。
[0026]6)本發(fā)明噴桿噴水機(jī)構(gòu)中的筒體通過支撐座固定在液壓進(jìn)給單元的支座上，從而避免了當(dāng)噴桿軸向移動或旋轉(zhuǎn)時(shí)，噴桿或?qū)蚣苡捎诟叨日`差或偏差而導(dǎo)致的硬性扭傷或劃傷，確保了本裝置能夠安全、可靠且平穩(wěn)的工作。
[0027]7)本發(fā)明滿足多規(guī)格馬達(dá)定子橡膠的清除。即通過設(shè)計(jì)互換性良好的射流噴頭和噴桿，并合理配置高壓旋轉(zhuǎn)水射流技術(shù)的動參數(shù)(壓力、流量、轉(zhuǎn)速、行進(jìn)速度、噴射角度等)，以規(guī)格少、互換簡易的射流噴頭和噴桿匹配最佳的高壓旋轉(zhuǎn)水射流動參數(shù)，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)各種規(guī)格馬達(dá)定子橡膠的清除。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明的工作原理示意圖。
[0030]圖3為本發(fā)明中噴頭噴桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4為本發(fā)明中噴桿與導(dǎo)向架相配合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖5為圖4的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖中標(biāo)注符號的含義如下:
[0034]10—高壓泵組 11一低壓供水泵 12—過濾器 13—低壓傳感器
[0035]14 一高壓供水泵 15—高壓傳感器 16—高壓控制閥17—安全閥
[0036]20一驅(qū)動控制機(jī)構(gòu) 21—液壓栗 22—液壓調(diào)壓閥
[0037]23一第一液壓電磁閥24—第二液壓電磁閥25—第三液壓電磁閥
[0038]26/27—液壓節(jié)流閥28—液壓進(jìn)給單元
[0039]30一噴桿噴水機(jī)構(gòu) 31—旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá) 32—筒體 321—入水口
[0040]33—旋轉(zhuǎn)密封副 34—過流主軸35—噴桿 36—導(dǎo)向架
[0041]361—第一套筒 362—第二套筒 363/363a/363b—連桿
[0042]364—橫桿365—行走滾輪 37—噴頭
[0043]40—馬達(dá)定子41 一定子鋼管42—定子橡膠
[0044]50—支撐座60—底座
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0046]下面首先對本發(fā)明中的主要部件做逐一說明:
[0047]1.高壓泵組10
[0048]如圖2所示，所述高壓泵組10包括依次串聯(lián)的低壓供水泵11、過濾器12、低壓傳感器13、高壓供水泵14、高壓傳感器15和高壓控制閥16 ;所述高壓控制閥16通過高壓管道與噴桿噴水機(jī)構(gòu)30中的噴桿35相連通；所述聞壓供水泵14的出水管路上還安裝有機(jī)械式安全閥17，當(dāng)高壓供水泵14異常超壓時(shí)機(jī)械式安全閥17開啟溢流。
[0049]2.驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)20
[0050]如圖2所示，液壓動力式驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)20包括液壓泵21、第一液壓電磁閥23、第二液壓電磁閥24、第三液壓電磁閥25、液壓調(diào)壓閥22和驅(qū)動噴桿噴水機(jī)構(gòu)30沿所述定子鋼管41軸線方向移動的液壓進(jìn)給單元28 ；
[0051]所述第一液壓電磁閥23、第二液壓電磁閥24、第三液壓電磁閥25和液壓調(diào)壓閥22并聯(lián)設(shè)置在所述液壓泵21的出水管路上，所述第一液壓電磁閥23與高壓泵組10中的高壓控制閥16的控制端相連通；所述第二液壓電磁閥24與驅(qū)動噴桿噴水機(jī)構(gòu)30中的噴桿35轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)31相連通