一種等壁厚金屬定子螺桿泵的制作方法

一種等壁厚金屬定子螺桿泵的制作方法
【專利摘要】一種等壁厚金屬定子螺桿泵，包括金屬定子（1），其特征在于：所述金屬定子（1）由等壁厚的金屬管制成，金屬定子（1）的內部設置有呈雙螺旋曲面、三螺旋曲面或N螺旋曲面的定子型腔（3），定子型腔（3）內配合安裝有實心轉子（4）或空心轉子（5），定子型腔（3）與實心轉子（4）或空心轉子（5）之間通過螺旋曲面接觸處的共軛雙曲線相齒合，本發明與傳統的螺桿泵定子相比，長度明顯變長，避免了采用傳統多節定子管組合連接的方式，提高了螺桿泵的機械強度和可靠性，管壁厚薄均勻，不會導致膨脹不均勻的現象，同時定子內表面處理層和轉子表面處理層極大地增強了耐磨性能，提高了使用壽命，適合于在油井中的高溫高壓環境中使用。
【專利說明】
一種等壁厚金屬定子螺桿泵

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種螺桿泵，尤其涉及一種等壁厚金屬定子螺桿泵，屬于石油開采設備【技術領域】。

【背景技術】
[0002]目前公知現有技術金屬定子螺桿泵定子為外表面為圓柱形，內表面為螺旋形型腔。這樣定子截面長軸和短軸方向的厚度相差較大，管壁厚薄不均，導致金屬的膨脹不均，影響了定子和轉子的配合不均，影響了機械性能。現有長度較長的定子管采用多節定子管組合而成，但是組合連接后的定子管機械強度以及工作可靠性都會降低，故障率較高。
[0003]現有技術定子的加工，多為金屬棒料內孔鏜削，如專利申請公布號CN102979717A。此發明由于受到加工長度的限制，定子管只能由幾節組合而成，這樣機械的可靠性就受到一定的影響，此發明定子轉子表面雖然都做了硬質材料滲層，但主要金屬還是一樣的，眾所周知，同種金屬在高速摩擦會產生親和現象，定了和轉了就容易產生拉傷，所以會降低螺桿泵使用受命，再如專利申請公布號CN 102501016A定子內腔的加工是用電解法成型的，采用電解成型的方式加工速度很慢，加工效率很低，而且由于電解頭的消耗還會導致加工后的定子管內腔誤差較大，加工精度難以控制，使得產品質量不高。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對現有的金屬定子螺桿泵結構復雜，長度較短，需要多節組合連接使用，機械強度和穩定性都不佳，而且螺桿定子容易造成受熱不均，耐磨性能較差的缺陷和不足，現提供一種結構緊湊，制造方便，機械強度和穩定性都得到了提高，管壁厚薄均勻，不會導致膨脹不均勻的現象，同時耐密性能得到了提高的的一種等壁厚金屬定子螺桿栗。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術解決方案是:一種等壁厚金屬定子螺桿泵，包括金屬定子，所述金屬定子由等壁厚的金屬管制成，金屬定子的內部設置有呈雙螺旋曲面、三螺旋曲面或N螺旋曲面的定子型腔，定子型腔內配合安裝有實心轉子或空心轉子，實心轉子或空心轉子的外圓表面對應設置有單螺旋曲面、雙螺旋曲面或N-1螺旋曲面，其中N為大于等于2的整數，定子型腔與實心轉子或空心轉子之間通過螺旋曲面接觸處的共軛雙曲線相齒合，定子型腔的內壁設置有定子內表面處理層，實心轉子和空心轉子的外表面設置有轉子表面處理層。
[0006]所述金屬定子的兩端為圓柱形管，金屬定子的螺紋形狀漸變過渡到圓柱形，圓柱形管的外表面設置有接頭端螺紋。
[0007]所述金屬定子的壁厚為5毫米-10毫米，金屬定子的長度為4米-8米。
[0008]所述定子內表面處理層為硬質材料滲層，硬質材料滲層的厚度為0.08毫米-0.35毫米。
[0009]所述定子內表面處理層為鍍鉻層，鍍鉻層的厚度為0.05毫米-0.25毫米。
[0010]所述轉子表面處理層為等離子陶瓷噴涂層、鍍紅銅層或橡膠層，等離子陶瓷噴涂層的厚度為0.1毫米-1毫米，鍍紅銅層的厚度為0.5毫米-2毫米，橡膠層的厚度為3毫米-5毫米。
[0011]所述金屬定子與外表面為離子陶瓷噴涂層、鍍紅銅層的轉子之間的間隙為0.02毫米-0.15毫米，金屬定子與外表面為橡膠層的轉子之間為過盈配合，過盈量為0.05毫米-0.2毫米。
[0012]本發明的有益效果是:
1、本發明金屬定子由等壁厚的金屬管制成，金屬定子的內部設置有螺旋形狀的定子型腔，定子型腔內配合安裝有實心轉子或空心轉子，管壁厚薄均勻，不會導致膨脹不均勻的現象，使用性能得到了提高。
[0013]本發明與傳統的螺桿泵定子相比，整體性好，避免了采用傳統多節定子管組合連接的方式，提高了螺桿泵的機械強度和可靠性，金屬定子的兩端為圓柱形管，圓柱形管的外表面設置有接頭端螺紋，極大的方便了金屬定子的安裝和連接。
[0014]3、本發明結構緊湊，加工方便，機械強度和使用可靠性都得到了提高，同時定子內表面處理層和轉子表面處理層采用了不同材質，極大地增強了耐磨性能，提高了使用壽命，適合于在油井中的高溫高壓環境中使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發明實施例1實心轉子的結構示意圖。
[0016]圖2是圖1橫截面的剖視圖。
[0017]圖3是本發明實施例2空心轉子的結構示意圖。
[0018]圖4是圖3橫截面的剖視圖。
[0019]圖中:金屬定子1，接頭端螺紋2，定子型腔3，實心轉子4，空心轉子5，定子內表面處理層6，轉子表面處理層7。

【具體實施方式】
[0020]以下結合【專利附圖】

【附圖說明】和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細描述。
[0021]參見圖1至圖4，本發明的一種等壁厚金屬定子螺桿泵，包括金屬定子1，所述金屬定子I由等壁厚的金屬管制成，金屬定子I的內部設置有呈雙螺旋曲面、三螺旋曲面或N螺旋曲面的定子型腔3，定子型腔3內配合安裝有實心轉子4或空心轉子5，實心轉子4或空心轉子5的外圓表面對應設置有單螺旋曲面、雙螺旋曲面或N-1螺旋曲面，其中N為大于等于2的整數，定子型腔3與實心轉子4或空心轉子5之間通過螺旋曲面接觸處的共軛雙曲線相齒合，定子型腔3的內壁設置有定子內表面處理層6，實心轉子4和空心轉子5的外表面設置有轉子表面處理層7。
[0022]所述金屬定子I的兩端為圓柱形管，金屬定子I的螺紋形狀漸變過渡到圓柱形，圓柱形管的外表面設置有接頭端螺紋2。
[0023]所述金屬定子I的壁厚為5毫米-10毫米，金屬定子I的長度為4米-8米。
[0024]所述定子內表面處理層6為硬質材料滲層，硬質材料滲層的厚度為0.08毫米-0.35毫米。
[0025]所述定子內表面處理層6為鍍鉻層，鍍鉻層的厚度為0.05毫米-0.25毫米。
[0026]所述轉子表面處理層7為等離子陶瓷噴涂層、鍍紅銅層或橡膠層，等離子陶瓷噴涂層的厚度為0.1毫米-1毫米，鍍紅銅層的厚度為0.5毫米-2毫米，橡膠層的厚度為3毫米-5毫米。
[0027]所述金屬定子I與外表面為離子陶瓷噴涂層、鍍紅銅層的轉子之間的間隙為0.02毫米-0.15毫米，金屬定子I與外表面為橡膠層的轉子之間為過盈配合，過盈量為0.05毫米-0.2毫米。
[0028]參見圖1至圖4，金屬定子I由等壁厚的金屬管制成，金屬定子I的內部設置有呈雙螺旋曲面、三螺旋曲面或N螺旋曲面的定子型腔3，其中N為大于等于2的整數。金屬定子I的外表面隨內腔型面變化和變化，壁厚都是均等的，也就是金屬定子I的橫截面在各個方向都是等厚的。金屬定子I的壁厚為5毫米-10毫米，金屬定子I的長度為4米-8米，最佳長度為4米-7米，與傳統的螺桿泵定子相比，長度明顯變長，避免了采用傳統多節定子管組合連接的方式，提高了螺桿泵的機械強度和可靠性。
[0029]定子型腔3內配合安裝有實心轉子4或空心轉子5，實心轉子4或空心轉子5的外圓表面對應設置有單螺旋曲面、雙螺旋曲面或N-1螺旋曲面，其中N為大于等于2的整數。例如:單螺旋曲面的實心轉子4或空心轉子5與呈雙螺旋曲面的定子型腔3相配合，雙螺旋曲面的實心轉子4或空心轉子5與呈三螺旋曲面的定子型腔3相配合，三螺旋曲面的實心轉子4或空心轉子5與呈四螺旋曲面的定子型腔3相配合。例如附圖1中定子型腔3的橫截面為橢圓環形。金屬定子I的兩端為圓柱形管，金屬定子I的螺紋形狀漸變過渡到圓柱形，圓柱形管的外表面設置有接頭端螺紋2，這樣能夠方便金屬定子I的安裝和連接。
[0030]定子型腔3的內壁設置有定子內表面處理層6，定子內表面處理層6為硬質材料滲層，硬質材料滲層的厚度為0.08毫米-0.35毫米，例如:定子內表面處理層6為鍍鉻層時，鍍鉻層的厚度為0.05毫米-0.35毫米。實心轉子4和空心轉子5的外表面設置有轉子表面處理層7，轉子表面處理層7為等離子陶瓷噴涂層、鍍紅銅層或橡膠層，等離子陶瓷噴涂層的厚度為0.1毫米-1毫米，鍍紅銅層的厚度為0.2毫米-3毫米。
[0031]實施例1:定子內表面處理層6為鍍鉻層，鍍鉻層的厚度為0.05毫米-0.28毫米，空心轉子5的轉子表面處理層7為硬質材料滲層，滲層厚度為0.1毫米-0.30毫米。金屬定子I與實心轉子4之間的間隙為0.03-0.12毫米。
[0032]實施例2:定子內表面處理層6為鍍鉻層，鍍鉻層的厚度為0.05毫米-0.35毫米，實心轉子4的轉子表面處理層7采用鍍紅銅層，鍍層厚度為0.2毫米-1毫米。金屬定子I與實心轉子4之間的間隙為0.02-0.15毫米。
[0033]實施例3:定子內表面處理層6采用0.05毫米-0.35毫米的火焰噴涂黃銅層，涂層厚度為0.5毫米-1.5毫米。
[0034]實施例4:定子內表面處理層6采用鍍絡層，鍍層厚度為0.05-0.35毫米，實心轉子4的外表面設置有橡膠層，厚度為3毫米-5毫米，金屬定子I與實心轉子4之間為過盈配合，過盈量為0.05-0.2毫米。
[0035]實施例六5:定子內表面處理層6為硬質材料硬質材料滲層，滲層厚度在0.08-0.5毫米，實心轉子4的外表面為等離子噴涂陶瓷層，涂層厚度在0.1-0.6毫米，金屬定子I與實心轉子4之間的間隙為0.02-0.14暈米。
[0036]實施例6:定子內表面處理層6為鍍鉻層，鍍層厚度為0.05-0.25毫米，空心轉子5的外表面設置有硬質材料滲層，滲層厚度為0.1-0.40毫米。金屬定子I與實心轉子4之間的間隙為0.05-0.18毫米。
[0037]實施例7:定子內表面處理層6為鍍鉻層，鍍層厚度為0.05-0.35毫米，空心轉子5的外表面鍍有紅銅，鍍層厚為0.6毫米-2毫米。金屬定子I與空心轉子5之間的間隙為0.05-0.16 暈米。
[0038]實施例8:定子內表面處理層6為鍍鉻層，鍍層厚度為0.05-0.28毫米，空心轉子5的外表面設置有焰噴涂黃銅層，涂層厚度0.5-2.5毫米。金屬定子I與空心轉子5之間的間隙為0.08-0.14毫米。
[0039]實施例9:等壁厚定子內表面2為硬質材料硬質材料滲層，滲層厚度在0.08-0.5毫米，空心轉子5的外表面設置有離子噴涂陶瓷層，涂層厚度為0.1-0.5毫米，金屬定子I與空心轉子5之間的間隙為0.12-0.26毫米。
[0040]本發明金屬定子和轉子之間的配合精密，即使在高溫高壓的油井中也不會產生由于管壁厚薄不均所導致的膨脹不均勻的現象，使用性能得到了提高。同時，定子內表面處理層6和轉子表面處理層7極大地增強了耐磨性能，提高了使用壽命，便于大規模推廣使用。
【權利要求】
1.一種等壁厚金屬定子螺桿泵，包括金屬定子(1)，其特征在于:所述金屬定子(I)由等壁厚的金屬管制成，金屬定子(I)的內部設置有呈雙螺旋曲面、三螺旋曲面或N螺旋曲面的定子型腔(3)，定子型腔(3)內配合安裝有實心轉子(4)或空心轉子(5)，實心轉子(4)或空心轉子(5)的外圓表面對應設置有單螺旋曲面、雙螺旋曲面或N-1螺旋曲面，其中N為大于等于2的整數，定子型腔(3)與實心轉子(4)或空心轉子(5)之間通過螺旋曲面接觸處的共軛雙曲線相齒合，定子型腔(3)的內壁設置有定子內表面處理層(6)，實心轉子(4)和空心轉子(5)的外表面設置有轉子表面處理層(7)。
2.根據權利要求1所述的一種等壁厚金屬定子螺桿泵，其特征在于:所述金屬定子(I)的兩端為圓柱形管，金屬定子(I)的螺紋形狀漸變過渡到圓柱形，圓柱形管的外表面設置有接頭端螺紋(2)。
3.根據權利要求1所述的一種等壁厚金屬定子螺桿泵，其特征在于:所述金屬定子(I)的壁厚為5毫米-10毫米，金屬定子(I)的長度為4米-8米。
4.根據權利要求1所述的一種等壁厚金屬定子螺桿泵，其特征在于:所述定子內表面處理層(6)為硬質材料滲層，硬質材料滲層的厚度為0.08毫米-0.35毫米。
5.根據權利要求1所述的一種等壁厚金屬定子螺桿泵，其特征在于:所述定子內表面處理層(6)為鍍鉻層，鍍鉻層的厚度為0.05毫米-0.25毫米。
6.根據權利要求1所述的一種等壁厚金屬定子螺桿泵，其特征在于:所述轉子表面處理層(7)為等離子陶瓷噴涂層、鍍紅銅層或橡膠層，等離子陶瓷噴涂層的厚度為0.1毫米-1毫米，鍍紅銅層的厚度為0.5毫米-2毫米，橡膠層的厚度為3毫米-5毫米。
7.根據權利要求1所述的一種等壁厚金屬定子螺桿泵，其特征在于:所述金屬定子(I)與外表面為離子陶瓷噴涂層、鍍紅銅層的轉子之間的間隙為0.02毫米-0.15毫米，金屬定子(I)與外表面為橡膠層的轉子之間為過盈配合，過盈量為0.05毫米-0.2毫米。
【文檔編號】F04C2/107GK104279157SQ201410466568
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】劉云卿, 魯少敏 申請人:劉云卿