[发明专利]一种用于加工全金属螺杆钻具定子内孔的组合刀具

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加工全金属螺杆钻具定子内孔的组合刀具。

背景技术

螺杆钻具是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置，由旁通阀、马达、TC轴承、推力轴承、万向轴、传动轴和防掉装置等组成；马达由定子、转子组成；马达定子是在钢管内壁上压注橡胶衬套而成，其内孔是具有一定几何参数的螺旋；转子是一根有硬层的螺杆；转子与定子相互啮合，用两者的导程差而形成螺旋密封腔，以完成能量转换，马达转子的螺旋线有单头和多头之分，转子的头数越少，转速越高，扭矩越小，反之，头数越多，转速越低，扭矩越大。马达中一个定子导程组成一个密封腔，每级额定工作压降约0.8-1.1MPa，当压降超过最大设定压降值时，马达就会产生泄漏，转速很快下降，对马达也会造成损坏。为确保密封效果，转子与定子之间的配合尺寸与井深、井温等参数具有一定关联。

采用螺杆钻具钻井与常规钻井相比有许多优点，如钻杆磨损大幅度下降，钻速高；它是打定向井的主要工具，在钻探领域发挥着重要的作用。

螺杆钻具的使用寿命一般为100-150小时，其主要的薄弱环节是定子，由于橡胶耐高温程度低，易磨损，严重影响了螺杆钻具的整机寿命。

因此，研制全金属定子成为提高螺杆钻具寿命的重要途径。由于定子内孔是具有一定几何参数的螺旋三维曲面，内孔直径小，一般为50mm-300mm，而长度可达数米；同时螺旋三维曲面的精度要求很高，材料的强度和抗腐蚀性要求很高，因此全金属定子内孔的加工难度很大，成为研制全金属定子的技术关键。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可模拟诸如岩土张拉等多种情况下承受的应力场的岩土流变试验设备。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于加工全金属螺杆钻具定子内孔的组合刀具，包括两个以上串联连接且能够同时进行旋转的刀具总成，所述刀具总成包括壳体、电机、传动结构及铣刀，所述壳体为圆柱状，所述电机及传动结构安装在所述壳体内，并传动连接所述铣刀，所述铣刀两端外露于所述壳体，且均设置有刀头，所述所有刀头在圆周方向上等角度均匀交叉分布。

进一步，所述任两相邻刀具总成之间通过外部的定位槽及内部的芯槽双重定位连接。

进一步，所述刀具总成的数量为3个，刀头的数量为6个，每两个相邻刀头之间夹角为60度。

进一步，所述每一刀具总成中，所述壳体外部套装有导向块，所述导向块外径与所述刀头最外缘相当。

进一步，所述导向块轴向方向上加工有多个用于导屑的通槽。

进一步，所述传动结构包括多个相互啮合的齿轮，所述多个齿轮中的输入齿轮轴连接所述电机，所述多个齿轮中的输出齿轮与所述铣刀同轴，且通过销钉与所述铣刀固定相连。

进一步，所述多个齿轮均安装在齿轮轴上，所述齿轮轴两端均通过轴承转动安装在所述壳体上。

进一步，所述刀头还连通安装有用于输送冷却润滑液体的导管。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，本发明多个串联连接的旋转的刀具总成，各刀头在圆周方向上等角度均匀交叉分布，可同时切削钻具定子内孔，一次形成三维螺旋曲面，使得粗精加工在同一工序完成，不但效率高，而且避免不同工序间相互定位与加工影响，减少钻具定子在加工过程中的变形，保证定子内孔的加工精度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明一种用于加工全金属螺杆钻具定子内孔的组合刀具使用状态示意图；

图2为本发明一种用于加工全金属螺杆钻具定子内孔的组合刀具结构示意图；

图3为本发明一种用于加工全金属螺杆钻具定子内孔的组合刀具中刀具总成结构示意图；

图4为本发明一种用于加工全金属螺杆钻具定子内孔的组合刀具中各铣刀位置关系示意图；

图5为本发明一种用于加工全金属螺杆钻具定子内孔的组合刀具中两刀具总成连接结构示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

如图1所示，本发明的组合刀具1使用在机床2上，机床2为立式结构，定子3通过夹具4固定安装在机床2上，尽量减少其变形，组合刀具1由上至下进行进给，对定子3内孔进行钻削加工，并且需一次成型，以在减少定子3变形的基础上提高定子3内孔三维螺旋曲面的加工精度。