等壁厚螺杆钻具马达的制作方法

本实用新型涉及螺杆钻具马达，具体说是等壁厚螺杆钻具马达，属于钻探设备技术领域。

背景技术：

石油、天然气、地热井用螺杆钻具是钻井工程中使用最普遍的动力钻具；螺杆马达是螺杆钻具的动力元件，由定子、转子两部分组成；定子壳体内孔由橡胶硫化成型工艺粘结在定子壳体壳体的内壁，形成连续螺旋槽，转子是通过金属加工工艺在圆柱面形成连续螺旋槽，定子与转子按一定尺寸公差配合形成封闭腔，在高压流体的作用下，推动转子与定子壳体产生相对旋转运动。在钻井工作中，通过马达把泥浆压力转化为钻头的动力，因此马达的转速和扭矩在很大程度上影响着螺杆钻具的工作效率，同时作为核心部件马达的寿命又在很大程度上影响螺杆钻具的使用寿命。

螺杆钻具马达转子采用金属加工工艺，技术比较成熟；马达定子为金属外壳、内橡胶衬套，目前技术相对较差，采用的技术手段、制造工艺各有不同；非等壁厚螺杆钻具马达又称为常规马达，是目前应用较多的制造技术，等壁厚螺杆钻具马达是近几年开始应用的制造新技术。

非等壁厚螺杆钻具马达的定子在内壁光滑的无缝管直接注胶硫化，通过模具形成内螺旋曲面，橡胶薄厚不均匀，在井下工作时受到高温和挤压作用，橡胶发生不均匀变形，会降低螺杆钻具马达定子壳体与转子配合精度，致使工作效率下降。作为热的不良导体，由于橡胶薄厚的不均匀，局部较厚橡胶处会产生热量聚集，加速橡胶老化，导致螺杆钻具马达的使用寿命下降；

中国专利CN105356646 A“等壁厚金属衬套螺杆马达及其注胶工艺”中的定子是将内外壁有螺旋槽的管通过注胶硫化工艺衬入到内壁光滑的圆管内，中间的橡胶作为粘结层，是非等壁厚橡胶，螺旋管内壁再注胶硫化出等壁厚橡胶衬层；除制造工艺复杂外，螺杆钻具马达定子壳体整体存在非等壁厚橡胶，仍然存在局部热量聚集现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种工作效率高、使用寿命长，能够进行工艺化生产的等壁厚螺杆钻具马达。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种等壁厚螺杆钻具马达，包括定子和转子，定子包括定子壳体、内螺旋金属衬套和等壁厚橡胶衬套；等壁厚橡胶衬套的内壁和外壁均设置螺旋槽，内螺旋金属衬套的内壁设置螺旋槽；内螺旋金属衬套衬于定子壳体内壁，等壁厚橡胶衬套内衬于内螺旋金属衬套内壁与内螺旋金属衬套内壁的螺旋槽配合，相互配合的等壁厚橡胶衬套外螺旋槽和内螺旋金属衬套内壁的螺旋槽线数和导程一致；位于等壁厚橡胶衬套内部的转子的外壁设置与等壁厚橡胶衬套内壁螺旋槽线数和导程一致的螺旋槽；等壁厚橡胶衬套各处壁厚相等。

进一步的，定子壳体是内孔和外圆均光滑的无缝管，定子壳体中部设置定子壳体注胶孔，定子壳体两端设置定子壳体放气孔；内螺旋金属衬套中部设置内螺旋金属衬套注胶孔，内螺旋金属衬套两端设置内螺旋金属衬套放气孔；定子壳体注胶孔的中心线与内螺旋金属注胶孔的中心线为同一直线，定子壳体放气孔与内螺旋金属衬套放气孔的中心线为同一直线。

进一步的，定子壳体注胶孔、内螺旋金属衬套注胶孔设置一个；定子壳体放气孔和内螺旋金属衬套放气孔设置一个。

进一步的，定子壳体注胶孔、内螺旋金属衬套注胶孔的个数大于一个，定子壳体注胶孔和内螺旋金属衬套注胶孔在同一截面上沿圆周方向均匀分布；定子壳体放气孔和内螺旋金属衬套放气孔个数大于一个，定子壳体放气孔和内螺旋金属衬套放气孔在同一截面上沿圆周方向均匀分布。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术效果有：

本实用新型中的等壁厚螺杆钻具马达的定子部分中的等壁厚橡胶衬套厚度薄、壁厚均匀，能够保证在使用过程中导热散热均匀。在使用过程中橡胶挤压变形量小、受力均匀，等壁厚橡胶衬套与转子之间的摩擦力小，等壁厚橡胶衬套的使用寿命得到提高。

本实用新型中内螺旋金属衬套和等壁厚橡胶衬套的配套使用，保证了均匀散热，避免了局部热量聚集。

本实用新型结构简单，不需要使用专用生产设备即可实现批量化生产。

附图说明

图1是本实用新型等壁厚螺杆钻具马达的截面视图；

图2是本实用新型等壁厚螺杆钻具马达带有局部剖视的轴测视图；

图3是本实用新型等壁厚螺杆钻具马达的分解示意图；

其中，1、定子壳体，2、内螺旋金属衬套，3、等壁厚橡胶衬套，4、转子， 5、定子壳体注胶孔，6、定子壳体放气孔，7、内螺旋金属衬套注胶孔，8、内螺旋金属衬套放气孔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

本实用新型公开了等壁厚螺杆钻具马达，所述等壁厚螺杆钻具马达包括定子和转子4。定子包括定子壳体1、内螺旋金属衬套2和等壁厚橡胶衬套3；在等壁厚橡胶衬套3的内壁和外壁均设置螺旋槽，在内螺旋金属衬套2的内壁设置螺旋槽；内螺旋金属衬套2内衬于定子壳体1的内壁，两者通过过盈配合紧密组合在一起；等壁厚橡胶衬套3内衬于内螺旋金属衬套2内壁，等壁厚橡胶衬套3的外螺旋槽与内螺旋金属衬套2内壁的螺旋槽相互配合，两者紧密组合，相互配合的等壁厚橡胶衬套3的外螺旋槽和内螺旋金属衬套2的内壁的螺旋槽线数和导程一致，具体结构如图1、图2所示。本实用新型的转子4的外壁上设置与等壁厚橡胶衬套3内壁螺旋槽线数和导程一致的螺旋槽，转子4位于等壁厚橡胶衬套3的内孔中。本实用新型中等壁厚橡胶衬套3的各处壁厚均相同并且壁厚小、均匀，保证了使用过程中散热均匀。本实用新型将热的不良导体的橡胶衬套部分设置为等壁厚橡胶衬套3，而将热的良导体的金属衬套设置为壁厚不一致的内螺旋金属衬套2，保证了散热的均匀与迅速。金属材质的内螺旋金属衬套2导热良好可以消除衬套厚度不一致带来的导热散热不均的影响。本实用新型中等壁厚橡胶衬套3的各处壁厚均相同，壁厚一般取6～15mm，等壁厚橡胶衬套3的壁厚小、均匀，保证了使用过程中散热均匀。内螺旋金属衬套2和等壁厚橡胶衬套3的组合使用，保证了均匀散热，避免了局部热量聚集。在钻井工作过程中，等壁厚橡胶衬套3受转子4和高压泥浆的挤压，变形均匀、变形量小可以减缓等壁厚橡胶衬套3的橡胶老化速度；由于等壁厚橡胶衬套3壁厚小、均匀，橡胶受挤压变形量小、受力均匀，可以减小等壁厚橡胶衬套3、转子4之间的摩擦，提高使用寿命；等壁厚橡胶衬套3壁厚小、均匀，减小了在注胶硫化工艺过程中橡胶的变形量，提高了制造精度，螺杆钻具马达的整体容积效率、机械效率都可以提高。本实用新型结构简单，各零部件形状比较规则，易于加工制作。等壁厚橡胶衬套与转子之间摩擦力小，等壁厚橡胶衬套的使用寿命提高。等壁厚螺杆钻具马达的分解示意图如图3所示。

本实用新型定子壳体1是内孔外圆均光滑的无缝管，材质为高强度合金钢，定子壳体1中部有定子壳体注胶孔5，两端各有一个定子壳体放气孔6；内螺旋金属衬套2采用高强度合金钢，通过金属热成型工艺制造的管件，外圆光滑，内壁有螺旋槽，内螺旋金属衬套2中部有内螺旋金属衬套注胶孔7，两端各有一个内螺旋金属衬套放气孔8，定子壳体注胶孔5的中心线与内螺旋金属注胶孔7的中心线为同一直线，定子壳体放气孔6与内螺旋金属衬套放气孔8的中心线为同一直线，具体结构如图3所示。

定子壳体1中部的定子壳体注胶孔5和内螺旋金属衬套2中部的内螺旋金属衬套注胶孔7可以设置为一个，也可以设置为大于一个，如果定子壳体注胶孔5和内螺旋金属衬套注胶孔7设置的个数大于一个，则定子壳体注胶孔5和内螺旋金属衬套注胶孔7在同一截面上沿圆周方向均匀分布；定子壳体1两端的定子壳体放气孔6和内螺旋金属衬套2两端的内螺旋金属衬套放气孔8的个数可以为一个，也可以为大于一个，如果定子壳体放气孔6和内螺旋金属衬套放气孔8的个数大于一个，则定子壳体放气孔6和内螺旋金属衬套放气孔8在同一截面上沿圆周方向均匀分布。

在定子壳体1上设置定子壳体注胶孔5和定子壳体放气孔6，以及在内螺旋金属衬套上设置内螺旋金属衬套注胶孔7和内螺旋金属衬套放气孔8，是为了对等壁厚螺杆钻具马达中的等壁厚橡胶衬套3进行注胶工艺加工，从而实现等壁厚螺杆钻具马达的批量化生产。