沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油、天然氣開(kāi)采工具領(lǐng)域，尤其是一種沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具。
【背景技術(shù)】
[0002]石油鉆井領(lǐng)域內(nèi)井下動(dòng)力鉆具最早起源于渦輪鉆具的應(yīng)用，主要原因是加工工藝簡(jiǎn)單，對(duì)精度控制要求不太嚴(yán)格，其不利因素是高轉(zhuǎn)速和低扭矩，對(duì)鉆頭要求比較苛刻，隨著數(shù)值模擬技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)的完善，螺桿鉆具開(kāi)始進(jìn)入鉆井市場(chǎng)，但是由于細(xì)長(zhǎng)桿刀具在加工精度控制上的不確定性，螺桿鉆具采用了具有溫度使用限制的含加強(qiáng)筋橡膠定子。根據(jù)國(guó)內(nèi)專利查新，2007年西南石油大學(xué)申報(bào)了《一種全金屬定子螺桿鉆具》(專利號(hào)200610021439.8)，但是未公布其金屬定子的加工工藝。
[0003]根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，目前石油鉆井用全金屬螺桿鉆具尚屬于實(shí)驗(yàn)室理論階段，主要原因是長(zhǎng)縱深金屬螺旋定子腔室的加工精度不能保障，定子與轉(zhuǎn)子配合間隙不易控制，定子腔室的表面熱處理難以進(jìn)行。這些問(wèn)題的解決因大大依賴于高精尖的數(shù)控加工技術(shù)，加工工藝門檻太高，加工周期長(zhǎng)、成本高，不利于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種成本低、易加工的沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型包括螺桿定子外殼、螺桿轉(zhuǎn)子和金屬定子，所述金屬定子固接在螺桿定子外殼內(nèi)部，該金屬定子內(nèi)腔形狀與所述螺桿轉(zhuǎn)子外部輪廓相匹配且所述螺桿轉(zhuǎn)子在鉆井液等流體驅(qū)動(dòng)下能夠在金屬定子內(nèi)腔中轉(zhuǎn)動(dòng)，所述金屬定子由多個(gè)沖壓成型的金屬片層層疊裝而成。
[0006]所述螺桿定子外殼內(nèi)壁加工有一道半圓形螺旋定位槽，該定位槽的旋距與螺桿轉(zhuǎn)子的旋距一致。
[0007]所述金屬定子上設(shè)有與螺桿定子外殼的定位槽相匹配的定位凸起。
[0008]所述沖壓成型的金屬片厚度為3_5mm。
[0009]所述沖壓成型的金屬片采用硅鋼片或鋁合金片或其他金屬材質(zhì)制成。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具通過(guò)采用低成本的沖壓成型制造工藝，大大降低了金屬定子螺桿鉆具的加工難度，而且使得低成本高精度的批量生產(chǎn)成為可能。本實(shí)用新型沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具可適用于石油鉆井過(guò)程中替代使用目前廣泛應(yīng)用的橡膠定子螺桿鉆具，同時(shí)因?yàn)樗褂昧私饘俣ㄗ?，克服了橡膠定子的抗高溫限制，因此也可以在深井超深井鉆井中替代渦輪鉆具，從而發(fā)揮較低螺桿鉆具轉(zhuǎn)速帶來(lái)的鉆頭多選性優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具包括螺桿定子外殼1、螺桿轉(zhuǎn)子2和金屬定子3，所述金屬定子3固接在螺桿定子外殼I內(nèi)部，該金屬定子3內(nèi)腔形狀與所述螺桿轉(zhuǎn)子2外部輪廓相匹配且所述螺桿轉(zhuǎn)子2在鉆井液等流體驅(qū)動(dòng)下能夠在金屬定子3內(nèi)腔中轉(zhuǎn)動(dòng)，所述金屬定子3由多個(gè)沖壓成型的金屬片層層疊裝而成。
[0013]所述螺桿定子外殼I內(nèi)壁加工有一道半圓形螺旋定位槽，該定位槽的旋距與螺桿轉(zhuǎn)子2的旋距一致。
[0014]所述金屬定子3上設(shè)有與螺桿定子外殼I的定位槽相匹配的定位凸起。
[0015]所述沖壓成型的金屬片厚度為3-5_。
[0016]所述沖壓成型的金屬片采用硅鋼片或鋁合金片或其他金屬材質(zhì)制成。
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0018]本實(shí)用新型的沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具主要包括螺桿定子外殼1、螺桿轉(zhuǎn)子2、金屬定子3三部分組成。其中螺桿定子外殼I內(nèi)壁加工有一道半圓形螺旋定位槽，定位槽的旋距與螺桿轉(zhuǎn)子的旋距一致，該定位槽的加工工藝簡(jiǎn)單，精度高，成本低，因?yàn)槠湫嗯c螺桿轉(zhuǎn)子的旋距一致，所以可以保證金屬定子腔室與螺桿轉(zhuǎn)子間的高精度配合間隙控制。沖壓疊片式金屬定子由一系列厚度約3-5_且沖壓成型的金屬片(硅鋼片、鋁合金片或其他金屬材質(zhì)均可)層層疊裝而成，該金屬片外有一處定位凸起，與螺桿定子外殼I內(nèi)的定位槽配合，起到精確控制金屬定子3旋距和傳遞鉆具扭矩的作用。螺桿轉(zhuǎn)子2在沖壓疊片式金屬定子3內(nèi)形成的腔室中，被鉆井液等流體驅(qū)動(dòng)，輸出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)鉆頭實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)。該螺桿鉆具的金屬定子3與螺桿轉(zhuǎn)子2之間的配合間隙可以通過(guò)更換相應(yīng)的金屬疊片組來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化選配。
[0019]本實(shí)用新型沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具可適用于石油鉆井過(guò)程中替代使用目前廣泛應(yīng)用的橡膠定子螺桿鉆具，同時(shí)因?yàn)樗褂昧私饘俣ㄗ?，克服了橡膠定子的抗高溫限制，因此也可以在深井超深井鉆井中替代渦輪鉆具，從而發(fā)揮較低螺桿鉆具轉(zhuǎn)速帶來(lái)的鉆頭多選性優(yōu)勢(shì)。目前石油鉆井用全金屬螺桿鉆具尚屬于實(shí)驗(yàn)室理論階段，主要原因是長(zhǎng)縱深金屬螺旋定子腔室的加工精度不能保障，定子與轉(zhuǎn)子配合間隙不易控制，定子腔室的表面熱處理難以進(jìn)行。這些問(wèn)題的解決因大大依賴于高精尖的數(shù)控加工技術(shù)，加工工藝門檻太高，加工周期長(zhǎng)、成本高，不利于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。本實(shí)用新型沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具通過(guò)采用低成本的沖壓成型制造工藝，大大降低了金屬定子螺桿鉆具的加工難度，而且使得低成本高精度的批量生產(chǎn)成為可能。
[0020]綜上所述，本實(shí)用新型的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實(shí)施例，但這些實(shí)施例都包括在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具，其特征在于:包括螺桿定子外殼(I)、螺桿轉(zhuǎn)子(2)和金屬定子(3)，所述金屬定子(3)固接在螺桿定子外殼(I)內(nèi)部，該金屬定子(3)內(nèi)腔形狀與所述螺桿轉(zhuǎn)子(2)外部輪廓相匹配且所述螺桿轉(zhuǎn)子(2)在鉆井液等流體驅(qū)動(dòng)下能夠在金屬定子(3)內(nèi)腔中轉(zhuǎn)動(dòng)，所述金屬定子(3)由多個(gè)沖壓成型的金屬片層層疊裝而成。
2.按照權(quán)利要求1所述的沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具，其特征在于:所述螺桿定子外殼(I)內(nèi)壁加工有一道半圓形螺旋定位槽，該定位槽的旋距與螺桿轉(zhuǎn)子(2)的旋距一致。
3.按照權(quán)利要求2所述的沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具，其特征在于:所述金屬定子(3)上設(shè)有與螺桿定子外殼(I)的定位槽相匹配的定位凸起。
4.按照權(quán)利要求1所述的沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具，其特征在于:所述沖壓成型的金屬片厚度為3-5mm。
5.按照權(quán)利要求1所述的沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具，其特征在于:所述沖壓成型的金屬片采用硅鋼片或鋁合金片制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種沖壓疊片式金屬定子螺桿鉆具，其包括螺桿定子外殼、螺桿轉(zhuǎn)子和金屬定子，所述金屬定子固接在螺桿定子外殼內(nèi)部，該金屬定子內(nèi)腔形狀與所述螺桿轉(zhuǎn)子外部輪廓相匹配且所述螺桿轉(zhuǎn)子在鉆井液等流體驅(qū)動(dòng)下能夠在金屬定子內(nèi)腔中轉(zhuǎn)動(dòng)，所述金屬定子由多個(gè)沖壓成型的金屬片層層疊裝而成。本實(shí)用新型通過(guò)采用低成本的沖壓成型制造工藝，大大降低了金屬定子螺桿鉆具的加工難度，而且使得低成本高精度的批量生產(chǎn)成為可能。
【IPC分類】E21B4-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204283207
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420506030
【發(fā)明人】張振海, 李立昌, 劉永峰
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年9月3日