一种螺杆钻具马达的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种螺杆钻具马达，其包括转子、定子金属壳体和定子橡胶内衬，转子位于定子金属壳体中，定子金属壳体内壁镶嵌定子橡胶内衬，转子表面和定子橡胶内衬表面均涂有纤维独石结构涂层。本实用新型在转子表面和定子橡胶内衬表面均涂有纤维独石结构涂层，可有效提高螺杆钻具抗高温的能力，其断裂韧性达到20MPa·m1/2以上。可有效防止定子橡胶内衬在高温状态下失效，同时防止转子在长时间工作环境下磨损失效。
【专利说明】
一种螺杆钻具马达
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种螺杆钻具马达，属于石油钻井与科学钻探技术领域。
【背景技术】
[0002]常用的井下动力钻具有涡轮钻具与螺杆钻具。螺杆钻具是一种容积式井下动力钻具。对比涡轮钻具，螺杆钻具具有低转速大扭矩的特点。
[0003]如图1所示，现有的螺杆钻具马达是由转子1、定子金属壳体2、定子橡胶内衬3构成，转子I为金属材料。由于定子橡胶内衬3受温度和井下复杂条件，极易老化同时发生破损;转子在长时间使用的前提下，容易产生裂纹而发生破坏。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是为了解决现有螺杆钻具马达不足之处，提供一种螺杆钻具马达，转子和定子表面由纤维独石结构层覆盖，从而解决上述问题。
[0005]本实用新型包括转子、定子金属壳体和定子橡胶内衬，转子位于定子金属壳体中，定子金属壳体内壁镶嵌定子橡胶内衬，定子金属壳体和定子橡胶内衬结合构成定子，转子表面和定子橡胶内衬表面均涂有纤维独石结构涂层，转子为螺旋形状，转子的横截面轮廓线由摆线与圆弧相连接，定子橡胶内衬呈螺旋形状，定子橡胶内衬的横截面轮廓线由摆线与圆弧相连接。
[0006]所述纤维独石结构涂层的厚度为10μηι-50μηι。
[0007]定子与转子的螺纹比为2:1或4: 3或6: 5或8:7或10:9，定子螺纹数通常为偶数。定子与转子的螺纹比还可以为3:2或5:4或7:6或9:8，该螺纹比不是常规的涡轮钻具螺纹比。
[0008]所述纤维独石结构涂层是由若干纤维胞体与胞体外层构成。
[0009]纤维胞体的横截面为六面结构，六面结构的外接圆直径为100μπι-500μπι;胞体外层的厚度为纤维胞体外接圆直径的1/10-1/6。
[0010]纤维胞体的材质为ZrC、HfC、TaC、Si3N4、SiC、ZrB2、HfB2、Zr02 或 Al2O3 等，胞体外层的材质为胃-1^、1^-祖、附-0、他、石墨或11-1^等。
[0011]纤维独石结构是通过裂纹的偏折、层片的桥接，使主裂纹扩展的阻力大大降低，从而显著的提高材料的断裂性能。
[0012]本实用新型的有益效果:
[0013]在转子表面和定子橡胶内衬表面均涂有纤维独石结构涂层，可有效提高螺杆钻具抗高温的能力，其断裂韧性达到20MPa.m1/2以上。可有效防止定子橡胶内衬在高温状态下失效，同时防止转子在长时间工作环境下磨损失效。
【附图说明】
[0014]图1是现有螺杆钻具定子与转子横截面示意图。
[0015]图2是本实用新型的横截面示意图。
[0016]图3本实用新型的纤维独石结构材料宏观横截面图。
[0017]图中:I一转子，2—定子金属壳体，3—定子橡胶内衬，4一纤维独石结构涂层，5—纤维胞体，6—胞体外层。
【具体实施方式】
[0018]请参阅图2所示，本实用新型包括转子1、定子金属壳体2和定子橡胶内衬3，转子I位于定子金属壳体2中，定子金属壳体2内壁镶嵌定子橡胶内衬3，定子金属壳体2和定子橡胶内衬3结合构成定子，转子I表面和定子橡胶内衬3表面均涂有纤维独石结构涂层4，转子I为螺旋形状，转子I的横截面轮廓线由摆线与圆弧相连接，定子橡胶内衬3呈螺旋形状，定子橡胶内衬3的横截面轮廓线由摆线与圆弧相连接。所述纤维独石结构涂层4的厚度为ΙΟμπι-5 Oum ο
[0019]定子与转子I的螺纹比为2:1或4:3或6:5或8:7或10:9，定子螺纹数通常为偶数。定子与转子I的螺纹比还可以为3:2或5:4或7:6或9:8，该螺纹比不是常规的涡轮钻具螺纹比。
[0020]请参阅图3所示，所述纤维独石结构涂层4是由若干纤维胞体5与胞体外层6构成。[0021 ]纤维胞体5的横截面为六面结构，六面结构的外接圆直径为100μηι-500μηι;胞体外层6的厚度为纤维胞体5外接圆直径的1/10-1/6。
[0022]纤维胞体5 的的材质为 ZrC、HfC、TaC、Si3N4、SiC、ZrB2、HfB2、Zr02 或 Al2O3 等，胞体外层6的材质为胃-1^、1^-祖、附-0、他、石墨或11-1^等。
[0023]本实用新型的有益效果:
[0024]在转子I表面和定子橡胶内衬3表面均涂有纤维独石结构涂层4，可有效提高螺杆钻具抗高温的能力，其断裂韧性达到20MPa.m1/2以上。可有效防止定子橡胶内衬3在高温状态下失效，同时防止转子I在长时间工作环境下磨损失效。
【主权项】
1.一种螺杆钻具马达，包括转子(I)、定子金属壳体(2)和定子橡胶内衬(3)，转子(I)位于定子金属壳体(2)中，定子金属壳体(2)内壁镶嵌定子橡胶内衬(3)，定子金属壳体(2)和定子橡胶内衬(3)结合构成定子，其特征在于:所述的转子(I)表面和定子橡胶内衬(3)表面均涂有纤维独石结构涂层(4)。2.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具马达，其特征在于:所述纤维独石结构涂层(4)的厚度为10μηι-50μηι。3.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具马达，其特征在于:所述纤维独石结构涂层是由若干纤维胞体与胞体外层构成。4.根据权利要求3所述的一种螺杆钻具马达，其特征在于:纤维胞体的横截面为六面结构，六面结构的外接圆直径为100μηι-500μηι;所述胞体外层的厚度为纤维胞体外接圆直径的1/10-1/6。5.根据权利要求3所述的一种螺杆钻具马达，其特征在于:所述纤维胞体的材质为ZrC、!1代、了3(:、31必4、3比、2冲2、!^82、2“2或厶1203 ;所述胞体外层的材质为1-1^、1^-祖、祖-0、Nb、石墨或h-BN。6.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具马达，其特征在于:所述定子与转子(I)的螺纹比为2:1或4:3或6:5或8:7或10:9。7.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具马达，其特征在于:定子与转子(I)的螺纹比为3:2 或 5:4 或 7:6 或 9:8。
【文档编号】E21B4/02GK205422525SQ201620273219
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月3日
【发明人】王骕, 刘宝昌, 周海龙, 刘时琦, 孙永辉, 李闯, 陈朝然, 孙中瑾
【申请人】吉林大学