[发明专利]螺杆钻具内螺旋预轮廓定子的制备方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺杆钻具内螺旋预轮廓定子的制备方法及设备，属于石油钻井用螺杆钻具内螺旋预轮廓定子技术领域。

技术背景

螺杆钻具是目前最广泛使用的以钻井液为动力的一种井下动力钻具。螺杆钻具的定子内壁由类梅花瓣式的螺旋曲面组成，由于定子长度较长，螺旋曲面的加工难度非常大，采用目前已知的机械加工方法，难以成型。因此，目前螺杆钻具定子内壁的类梅花瓣式螺旋曲面是在钢管圆内壁上用橡胶压注制成，由该种定子组成的马达输出扭拒低，耐温性差，工作不稳定，寿命短，这样就极大地影响着钻井的施工进度。因而，市场需要高性能、长寿命的螺杆钻具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输出扭拒高，耐温性好，工作稳定，使用寿命长的螺杆钻具内螺旋预轮廓定子的制备方法及设备。

技术解决方案：

本发明采用拉式方式制备螺杆钻具内螺旋预轮廓定子的设备，由电解机床组成，电解机床包括：导电铜排、数控控制柜、电源、电解液泵、滤网、电解液池、床身，电解机床尾座上设有后密封，后密封与床头箱之间的电解机床床身上设有夹具，电加工前预制管夹装在夹具上，阴极杆一端设有阴极，另一端与床头箱连接。

阴极分为工作部分和导向部分，导向部分为直径相同圆柱体，工作部分为锥形，锥形外表面由螺旋形梅花瓣构成。

本发明采用推式方式制备螺杆钻具内螺旋预轮廓定子的设备，由电解机床组成，电解机床包括：导电铜排、数控控制柜、电源、电解液泵、滤网、电解液池、床身，电解机床尾座上设有后密封，后密封与床头箱之间的电解机床床身上设有夹具，电加工前预制管夹装在夹具上，预制管一端位于后密封处，另一端设有密封，阴极杆一端设有阴极，另一端与床头箱连接。

阴极分为工作部分和导向部分，导向部分为直径相同圆柱体，圆柱体外表面设有螺旋形梅花瓣，工作部分为锥形，锥形外表面由螺旋形梅花瓣构成。

本发明螺杆钻具内螺旋预轮廓定子的制备方法，用于电解加工的电解液：采用7％～18％NaCl溶液或10％～18％NaCl+3％～10％NaNO₃溶液；

电流密度：10A/dm²～40A/dm²；

进给速度：3mm/min～20/min；

电解液压力：1.5MPa～2.5MPa。

在电解加工中电解液浓度：最大时为25％NaCl溶液。

内螺旋预轮廓定子用优质合金钢制造。

本发明由于在电解机床上设有夹具、阴极杆、阴极，夹具上夹装有电解加工前预制管，经电解加工，由阴极锥形螺旋形梅花瓣制造出预轮廓定子，在预轮廓定子上压制厚度相同的橡胶层后组成的马达输出扭拒高，耐温性好，工作稳定，使用寿命长。本发明技术将带动我国螺杆钻具制造革命性发展，对我国未来的石油开采意义重大。

附图说明

图1为本发明实施方式结构示意图；

图2为本发明另一种实施方式结构示意图；

图3为本发明内螺旋预轮廓定子轴向剖视图；

图4为本发明五头内螺旋预轮廓定子径向剖视图；

图5为本发明六头内螺旋预轮廓定子径向剖视图；

图6为本发明七头内螺旋预轮廓定子径向剖视图；

图7为本发明八头内螺旋预轮廓定子径向剖视图

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1

参见图1本发明采用拉式方法制备螺杆钻具内螺旋预轮廓定子，本发明由电解机床组成，电解机床包括：导电铜排6、数控控制柜8、电源9、电解液泵10、滤网11、电解液池12、床身13，电解机床尾座上设有后密封1，后密封1与床头箱7之间的电解机床床身13上设有夹具2，电加工前预制管3夹装在夹具2上，阴极杆5一端设有阴极4，另一端与床头箱7连接。阴极4分为工作部分和导向部分，导向部分为直径相同圆柱体，工作部分为圆锥形，圆锥形外表面由螺旋形梅花瓣构成。

本发明螺杆钻具内螺旋预轮廓定子的制备方法，用于电解加工的电解液：采用7％～18％NaCl溶液，浓度最大时为25％NaCl溶液或10％～18％NaCl+3％～10％NaNO₃溶液；

电流密度：10A/dm²～40A/dm²；

进给速度：3mm/min～20/min。

电解液压力：1.5MPa～2.5MPa。

内螺旋预轮廓定子用优质合金钢制造。