本實用新型涉及一種石油、天然氣鉆井領域,特別涉及一種分體式等壁厚螺桿馬達。
技術背景
螺桿鉆具是石油、天然氣鉆井工程中常用的井下動力鉆具,它包括旁通閥總成、馬達總成、萬象軸總成和傳動軸總成,其中馬達總成是為螺桿鉆具提供動力的核心部件。螺桿馬達主要由定子和轉子兩部分組成,其中定子主要由定子殼體和橡膠襯套組成。螺桿馬達的定子橡膠襯套分為常規(guī)和等壁厚兩種,等壁厚橡膠襯套有受力變形均勻、抵抗變形強、效率高壽命長等優(yōu)點,綜合使用成本較常規(guī)橡膠襯套低。螺桿馬達定子橡膠的使用壽命為300-600小時,更換頻率高,目前無論常規(guī)馬達還是等壁厚螺桿馬達定子的外殼和橡膠襯套都是一體成型,當橡膠襯套磨損失效后整個定子都要報廢,加大了螺桿馬達的使用成本。目前螺桿馬達的轉子通常是實心轉子,外表面曲面需要由專門的數(shù)控機床銑削加工,加工時間長、成本大;實心轉子在工作過程中需要更大的轉矩,提高了螺桿鉆具的負荷。因此研究分體式等壁厚螺桿馬達能夠降低螺桿馬達的使用成本和生產成本,降低螺桿鉆具的負荷,具有重要的實際應用價值。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術之缺陷,提供一種易損部分和其他部分分開,當橡膠襯套失效后只需要更換橡膠襯套和定子殼體的分體式等壁厚螺桿馬達。
本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:
一種分體式等壁厚螺桿馬達,它包括定子殼體、等壁厚金屬襯套、等壁厚橡膠襯套和空心轉子,其特征在于:所述定子殼體的內腔為螺旋曲面;所述等壁厚金屬襯套的內、外表面為等距的連續(xù)螺旋曲面,等壁厚金屬襯套可旋合進定子殼體的內腔曲面;所述等壁厚橡膠襯套粘接在等壁厚金屬襯套的內表面;所述空心轉子與等壁厚橡膠襯套嚙合形成密封腔。
作為優(yōu)選,所述定子殼體為全金屬,且定子殼體內腔曲面與等壁厚金屬襯套的外表面間隙配合。
作為優(yōu)選,所述定子殼體的內腔曲面與等壁厚金屬襯套外壁螺旋曲面的導程相同,等壁厚金屬襯套可以旋合進定子殼體的內腔。
作為優(yōu)選,所述定子殼體內設有上下兩個端面,設有限位臺階的一端為下端,設有擋圈槽的一端為上端。
作為優(yōu)選,所述定子殼體下端限位臺階孔內徑小于等壁厚金屬襯套外徑。
作為優(yōu)選,所述定子殼體上端內徑大于等壁厚金屬襯套外徑。
一種螺桿鉆具,包括旁通閥總成、萬向軸總成和傳動軸總成,其特征所述的分體式等壁厚螺桿馬達。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果:
(1)該螺桿馬達的定子采用分體式結構,將易損部分和其他部分分開,當橡膠襯套失效后只需要更換橡膠襯套和定子殼體,降低了使用成本。
(2)該螺桿馬達采用等壁厚橡膠定子層,提高了定子強度、密封能力以及馬達的工作效率、使用壽命,綜合使用成本較低。
(3)等壁厚金屬襯套的外表面和外殼內腔曲面之間的縫隙可進入高壓液體使螺桿馬達內外壓平衡,減小定子變形并加快散熱,延長使用壽命。
(4)等壁厚金屬襯套采用管材液壓成型,降低了生產成本。
(5)空心轉子采用管件壓力成型,降低了生產成本,提高了生產效率。
(6)空心轉子轉動慣量小,啟動力矩小,可以降低螺桿鉆具負荷,減小對橡膠的磨損。
附圖說明
圖1是本發(fā)明分體式等壁厚螺桿馬達的截面結構示意圖;
圖2是本發(fā)明分體式等壁厚螺桿馬達的定子剖面示意圖;
圖中所示:1.定子殼體,2.等壁厚金屬襯套,3.等壁厚橡膠襯套,4.空心轉子,5.孔用擋圈
具體實施方式
為了使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型的部分實施例,而不是全部實施例?;诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?,本領域普通技術人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型的保護范圍。
如圖1~2所示,本實用新型分體式等壁厚螺桿馬達,其結構主要包括:定子殼體1、等壁厚金屬襯套2、等壁厚橡膠襯套3、空心轉子4,所述定子殼體1內腔中部為一連續(xù)螺旋曲面,定子殼體1分上下兩端,設有有限位臺階的一端為下端,設有擋圈槽的一端為上端。等壁厚金屬襯套2的內、外表面是等距的連續(xù)螺旋曲面,其外表面的螺旋曲面可旋合進定子殼體1的內腔螺旋曲面。等壁厚橡膠襯套3粘接在等壁厚金屬襯套2的內表面上,空心轉子4和等壁厚橡膠襯套3嚙合形成密封腔。
本實用新型分體式螺桿馬達定子的安裝方法為:將等壁厚金屬襯套2從定子殼體1,的上端旋入,由于所述定子殼體1上端內徑大于等壁厚金屬襯套2外徑,故等壁厚金屬襯套2可以方便快速的旋入定子殼體1的內腔,當?shù)缺诤窠饘僖r套2的下端接觸到定子殼體1下端的限位臺階時,由于限位臺階孔內徑小于等壁厚金屬襯套外徑,從而限制等壁厚金屬襯套2的軸向移動。在定子殼體1的上端設有一擋圈槽,當?shù)缺诤窠饘僖r套2旋入定子殼體1的內腔后,在擋圈槽內安裝擋圈限制等壁厚金屬襯套2從定子殼體1的內腔脫出。
本實用新型分體式螺桿馬達的使用原理為:將定子殼體1的下端作為螺桿馬達的出液端,定子殼體2的上端作為螺桿馬達的進液端,定子殼體1的下端的限位臺階內徑小于等壁厚金屬襯套2的外徑,定子殼體1的臺階和內腔螺旋曲面可以限制等壁厚金屬襯套2在工作中產生的扭轉和位移,從而達到和普通等壁厚螺桿馬達一樣的工作效果。本實施例中優(yōu)選定子殼體1為全金屬,且定子殼體1內腔曲面與等壁厚金屬襯套2的外表面間隙配合,等壁厚金屬襯套2的外表面和定子殼體1內腔曲面之間的縫隙可進入高壓液體使螺桿馬達內外壓平衡,減小定子變形并加快散熱,延長使用壽命。如果等壁厚橡膠襯套3在工作過程中磨損失效,只需要拆下?lián)跞?,更換等壁厚金屬襯套2和等壁厚橡膠襯套3即可,其余部分可繼續(xù)使用。當然,定子殼體1的內腔曲面不僅僅限于本實施例中的這一種形式,只要能將等壁厚金屬襯套2旋合進入并有效固定的任何形式都可以。
所述定子殼體1的加工方法和普通等壁厚螺桿馬達定子的加工方法相同,但是在使用過程中不需要更換;所述等壁厚金屬襯套2的加工方法為液壓成型,加工效率高,加工成本低于普通等壁厚螺桿馬達定子;所述空心轉子4的加工方法為液壓擠壓成型,力學性能好,加工效率高,加工成本低于普通等壁厚螺桿馬達的實心轉子,空心轉子4質量較輕,因而需要較小的啟動力矩,降低了螺桿鉆具負荷,同時減小了對等壁厚橡膠襯套3的磨損。
一種螺桿鉆具,包括旁通閥總成、萬向軸總成和傳動軸總成,還包括上述的分體式等壁厚螺桿馬達。本實施例中,將上述的分體式等壁厚螺桿馬達應用于螺桿鉆具中,不但能夠降低螺桿鉆具整體的的使用成本和生產成本,同時降低螺桿鉆具的負荷,具有重要的實際應用價值。
本發(fā)明具有普通等壁厚螺桿馬達的優(yōu)點,同時可以降低普通等壁厚螺桿馬達定子的使用成本和加工成本。等壁厚金屬襯套的外表面和外殼內腔曲面之間的縫隙可進入高壓液體使螺桿馬達內外壓平衡,減小定子變形并加快散熱,延長馬達使用壽命??招霓D子的使用可以降低螺桿鉆具的負荷,減小轉子對橡膠的磨損,提高螺桿馬達的使用壽命。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內。