一種螺桿鉆具馬達(dá)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種螺桿鉆具馬達(dá)，其包括轉(zhuǎn)子、定子金屬殼體和定子橡膠內(nèi)襯，轉(zhuǎn)子位于定子金屬殼體中，定子金屬殼體內(nèi)壁鑲嵌定子橡膠內(nèi)襯，轉(zhuǎn)子表面和定子橡膠內(nèi)襯表面均涂有纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層。本實(shí)用新型在轉(zhuǎn)子表面和定子橡膠內(nèi)襯表面均涂有纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層，可有效提高螺桿鉆具抗高溫的能力，其斷裂韌性達(dá)到20MPa·m1/2以上?？捎行Х乐苟ㄗ酉鹉z內(nèi)襯在高溫狀態(tài)下失效，同時(shí)防止轉(zhuǎn)子在長時(shí)間工作環(huán)境下磨損失效。
【專利說明】
一種螺桿鉆具馬達(dá)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種螺桿鉆具馬達(dá)，屬于石油鉆井與科學(xué)鉆探技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]常用的井下動(dòng)力鉆具有渦輪鉆具與螺桿鉆具。螺桿鉆具是一種容積式井下動(dòng)力鉆具。對比渦輪鉆具，螺桿鉆具具有低轉(zhuǎn)速大扭矩的特點(diǎn)。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的螺桿鉆具馬達(dá)是由轉(zhuǎn)子1、定子金屬殼體2、定子橡膠內(nèi)襯3構(gòu)成，轉(zhuǎn)子I為金屬材料。由于定子橡膠內(nèi)襯3受溫度和井下復(fù)雜條件，極易老化同時(shí)發(fā)生破損;轉(zhuǎn)子在長時(shí)間使用的前提下，容易產(chǎn)生裂紋而發(fā)生破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有螺桿鉆具馬達(dá)不足之處，提供一種螺桿鉆具馬達(dá)，轉(zhuǎn)子和定子表面由纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)層覆蓋，從而解決上述問題。
[0005]本實(shí)用新型包括轉(zhuǎn)子、定子金屬殼體和定子橡膠內(nèi)襯，轉(zhuǎn)子位于定子金屬殼體中，定子金屬殼體內(nèi)壁鑲嵌定子橡膠內(nèi)襯，定子金屬殼體和定子橡膠內(nèi)襯結(jié)合構(gòu)成定子，轉(zhuǎn)子表面和定子橡膠內(nèi)襯表面均涂有纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層，轉(zhuǎn)子為螺旋形狀，轉(zhuǎn)子的橫截面輪廓線由擺線與圓弧相連接，定子橡膠內(nèi)襯呈螺旋形狀，定子橡膠內(nèi)襯的橫截面輪廓線由擺線與圓弧相連接。
[0006]所述纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層的厚度為10μηι-50μηι。
[0007]定子與轉(zhuǎn)子的螺紋比為2:1或4: 3或6: 5或8:7或10:9，定子螺紋數(shù)通常為偶數(shù)。定子與轉(zhuǎn)子的螺紋比還可以為3:2或5:4或7:6或9:8，該螺紋比不是常規(guī)的渦輪鉆具螺紋比。
[0008]所述纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層是由若干纖維胞體與胞體外層構(gòu)成。
[0009]纖維胞體的橫截面為六面結(jié)構(gòu)，六面結(jié)構(gòu)的外接圓直徑為100μπι-500μπι;胞體外層的厚度為纖維胞體外接圓直徑的1/10-1/6。
[0010]纖維胞體的材質(zhì)為ZrC、HfC、TaC、Si3N4、SiC、ZrB2、HfB2、Zr02 或 Al2O3 等，胞體外層的材質(zhì)為胃-1^、1^-祖、附-0、他、石墨或11-1^等。
[0011]纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)是通過裂紋的偏折、層片的橋接，使主裂紋擴(kuò)展的阻力大大降低，從而顯著的提高材料的斷裂性能。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013]在轉(zhuǎn)子表面和定子橡膠內(nèi)襯表面均涂有纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層，可有效提高螺桿鉆具抗高溫的能力，其斷裂韌性達(dá)到20MPa.m1/2以上?？捎行Х乐苟ㄗ酉鹉z內(nèi)襯在高溫狀態(tài)下失效，同時(shí)防止轉(zhuǎn)子在長時(shí)間工作環(huán)境下磨損失效。
【附圖說明】
[0014]圖1是現(xiàn)有螺桿鉆具定子與轉(zhuǎn)子橫截面示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型的橫截面示意圖。
[0016]圖3本實(shí)用新型的纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)材料宏觀橫截面圖。
[0017]圖中:I一轉(zhuǎn)子，2—定子金屬殼體，3—定子橡膠內(nèi)襯，4一纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層，5—纖維胞體，6—胞體外層。
【具體實(shí)施方式】
[0018]請參閱圖2所示，本實(shí)用新型包括轉(zhuǎn)子1、定子金屬殼體2和定子橡膠內(nèi)襯3，轉(zhuǎn)子I位于定子金屬殼體2中，定子金屬殼體2內(nèi)壁鑲嵌定子橡膠內(nèi)襯3，定子金屬殼體2和定子橡膠內(nèi)襯3結(jié)合構(gòu)成定子，轉(zhuǎn)子I表面和定子橡膠內(nèi)襯3表面均涂有纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層4，轉(zhuǎn)子I為螺旋形狀，轉(zhuǎn)子I的橫截面輪廓線由擺線與圓弧相連接，定子橡膠內(nèi)襯3呈螺旋形狀，定子橡膠內(nèi)襯3的橫截面輪廓線由擺線與圓弧相連接。所述纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層4的厚度為ΙΟμπι-5 Oum ο
[0019]定子與轉(zhuǎn)子I的螺紋比為2:1或4:3或6:5或8:7或10:9，定子螺紋數(shù)通常為偶數(shù)。定子與轉(zhuǎn)子I的螺紋比還可以為3:2或5:4或7:6或9:8，該螺紋比不是常規(guī)的渦輪鉆具螺紋比。
[0020]請參閱圖3所示，所述纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層4是由若干纖維胞體5與胞體外層6構(gòu)成。[0021 ]纖維胞體5的橫截面為六面結(jié)構(gòu)，六面結(jié)構(gòu)的外接圓直徑為100μηι-500μηι;胞體外層6的厚度為纖維胞體5外接圓直徑的1/10-1/6。
[0022]纖維胞體5 的的材質(zhì)為 ZrC、HfC、TaC、Si3N4、SiC、ZrB2、HfB2、Zr02 或 Al2O3 等，胞體外層6的材質(zhì)為胃-1^、1^-祖、附-0、他、石墨或11-1^等。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果:
[0024]在轉(zhuǎn)子I表面和定子橡膠內(nèi)襯3表面均涂有纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層4，可有效提高螺桿鉆具抗高溫的能力，其斷裂韌性達(dá)到20MPa.m1/2以上?？捎行Х乐苟ㄗ酉鹉z內(nèi)襯3在高溫狀態(tài)下失效，同時(shí)防止轉(zhuǎn)子I在長時(shí)間工作環(huán)境下磨損失效。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種螺桿鉆具馬達(dá)，包括轉(zhuǎn)子(I)、定子金屬殼體(2)和定子橡膠內(nèi)襯(3)，轉(zhuǎn)子(I)位于定子金屬殼體(2)中，定子金屬殼體(2)內(nèi)壁鑲嵌定子橡膠內(nèi)襯(3)，定子金屬殼體(2)和定子橡膠內(nèi)襯(3)結(jié)合構(gòu)成定子，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子(I)表面和定子橡膠內(nèi)襯(3)表面均涂有纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿鉆具馬達(dá)，其特征在于:所述纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層(4)的厚度為10μηι-50μηι。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿鉆具馬達(dá)，其特征在于:所述纖維獨(dú)石結(jié)構(gòu)涂層是由若干纖維胞體與胞體外層構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種螺桿鉆具馬達(dá)，其特征在于:纖維胞體的橫截面為六面結(jié)構(gòu)，六面結(jié)構(gòu)的外接圓直徑為100μηι-500μηι;所述胞體外層的厚度為纖維胞體外接圓直徑的1/10-1/6。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種螺桿鉆具馬達(dá)，其特征在于:所述纖維胞體的材質(zhì)為ZrC、!1代、了3(:、31必4、3比、2沖2、!^82、2“2或厶1203 ;所述胞體外層的材質(zhì)為1-1^、1^-祖、祖-0、Nb、石墨或h-BN。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿鉆具馬達(dá)，其特征在于:所述定子與轉(zhuǎn)子(I)的螺紋比為2:1或4:3或6:5或8:7或10:9。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿鉆具馬達(dá)，其特征在于:定子與轉(zhuǎn)子(I)的螺紋比為3:2 或 5:4 或 7:6 或 9:8。
【文檔編號】E21B4/02GK205422525SQ201620273219
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月3日
【發(fā)明人】王骕, 劉寶昌, 周海龍, 劉時(shí)琦, 孫永輝, 李闖, 陳朝然, 孫中瑾
【申請人】吉林大學(xué)