稠油熱采金屬定子螺桿泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油田一種稠油熱采系統的抽油裝置，尤其是采用數控技術機械加工金屬定子；雙螺桿彈性脹胎定位，激光焊接技術來確保金屬定子加工精度的一種新型稠油熱采金屬定子螺桿泵。
【背景技術】
[0002]目前，公知的油田稠油熱采系統采油所用的抽油泵主要是螺桿泵和抽稠柱塞泵。抽稠柱塞泵由于需要抽油機作為動力源，投入大，能耗高，效率低，易砂卡等缺陷已逐漸退出油田稠油市場。
[0003]螺桿泵主要包括上接箍，定子，轉子，下接箍和限位器五個部件，實現采油目的最重要部件是定子和轉子。
[0004]螺桿泵按定子材料劃分有橡膠定子螺桿泵和金屬定子螺桿泵兩種，金屬定子螺桿泵和橡膠定子螺桿泵相比具有許多優點，如定子耐磨、耐溫、使用壽命長，無溶脹，轉子轉動扭矩小等，但是金屬定子單螺桿抽油泵也具有一些缺陷，主要是:
[0005]1.金屬定子螺桿泵的金屬定子長度為3600-8000mm，機械加工難度大，加工精度不能滿足設計要求，廢品率高，而且定子加工設備投入費用大。
[0006]2.組合金屬定子螺桿泵的金屬定子長度減小后，單個定子機械加工精度達到技術要求，但由于裝配連接方法存在問題使得組裝后的金屬定子尺寸精度超差，不能滿足設計要求。如有的組合金屬定子螺桿泵的定子采用定子連接套連接，定子定位不準而且定子連接套的外圓尺寸也極大的限制了大直徑、大排量螺桿泵的設計制造，限制了螺桿泵的使用范圍；有的組合金屬定子螺桿泵的單個定子長度設計尺寸太小，只有120-240_，裝配后累計誤差大，采取的焊接方式使得定子焊接后變形大，同樣使得組裝后的金屬定子尺寸精度超差，不能滿足設計要求。
[0007]3.我公司2014年初研制的組合焊接式金屬定子單螺桿抽油泵(已申報專利)，其單節金屬定子長度為960mm，在生產制造過程中發現仍存在如下問題:①定子螺旋內腔加工精度低，表面粗糙度多1.6，錐度多0.02mm;②生產效率較低，僅精車一道工序就需要15小時采用氬弧焊接工藝使得定子仍有一定變形(0.02-0.05_)，影響定子產品質量。
[0008]上述缺點極大的限制了金屬定子螺桿泵的使用和發展，金屬定子螺桿泵產品的生產至今未形成規模，金屬定子螺桿泵仍未能取代抽稠柱塞泵，不能滿足油田市場稠油熱采的需求。
【發明內容】
[0009]本實用新型的目的是采用合理的、先進的技術工藝方法，設計并生產出一種高質量的、持續穩定滿足油田市場稠油熱采需求的替代橡膠定子單螺桿抽油泵和抽稠柱塞泵的金屬定子單螺桿抽油泵產品。
[0010]本實用新型為達到上述目的采取以下技術方案:
[0011]1.在螺桿泵外套管中的金屬定子采取焊接的方式連接，采用數控技術進行機械加工的稠油熱采金屬定子螺桿泵的金屬定子，每個單節金屬定子長度為480mm。
[0012]2.根據金屬定子螺桿泵規格型號，對6-12個相同尺寸的單節金屬定子以雙螺桿彈性脹胎定位，用激光焊接技術將金屬定子焊接在一起。
[0013]本實用新型的有益效果是:
[0014]1.480mm長度使金屬定子能夠實現數控加工，明顯地提高了加工精度和加工效率，表面粗糙度0.4-0.8，錐度0.005-0.0lmm ;生產效率仍以精車工序為例僅需要3小時。
[0015]2.雙螺桿彈性脹胎精確定位、激光焊接后金屬定子變形量0.005-0.015mm，沒有因為定子節數的增加影響裝配精度，反而使定子裝配質量得到提高。
[0016]3.由于定子加工精度的提高，金屬定子和金屬轉子的配合間隙減小，由原來的0.07-0.09mm減小到0.05-0.07mm，使得螺桿泵的額定壓力提高，漏失量減少，螺桿泵揚程由原來的600-1000m增加到1000-1500m。
[0017]4.由于定子加工精度的提高，金屬定子和金屬轉子之間摩擦力減小，磨損減少，金屬轉子運轉扭矩減小，扭矩由原來的500-700Nm減小到400_600Nm。
[0018]稠油熱采金屬定子螺桿泵具有精度高，質量好，使用壽命長，耐磨損，耐高溫，耐腐蝕，扭矩小，轉子磨損后容易更換，采油作業費用低等特點，能迅速實現大批量生產，滿足油田市場桐油熱米的需求。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明
[0020]圖1是本實用新型稠油熱采金屬定子螺桿泵示意圖。
[0021]圖2是稠油熱采金屬定子螺桿泵雙螺桿彈性脹胎定位，激光焊接實施例示意圖。
[0022]在圖1中，1.上接管；2.抽油桿接箍；3.螺桿泵上接箍；4.金屬轉子；5.金屬定子；6.螺桿泵外套管；7.螺桿泵下接箍；8.限位器；9.限位銷。
[0023]在圖2中，1.下脹緊螺栓；2.金屬定子A ;3.激光焊縫；4.金屬定子B ；5.雙螺桿彈性脹胎；6.上脹緊螺栓；7彈性脹胎芯軸。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型是針對金屬定子螺桿泵現有加工和質量存在的問題所進行的改進，根據金屬定子螺桿泵定子、轉子結構和彈性脹胎，激光焊接技術特點而設計，其具體方法是:
[0025]1.縮短金屬定子螺桿泵單節定子的長度至480mm，采用數控技術進行機械加工，明顯地提高了加工精度和加工效率
[0026]2.利用彈性脹胎雙螺旋外表面與金屬定子內腔表面緊密接觸使金屬定子定位，利用激光焊接焊縫變形小的特點保證金屬定子裝配精度，從而使金屬定子螺桿泵定子組裝達到稠油熱采金屬定子螺桿泵產品設計技術要求。
[0027]在圖1中，金屬定子(5)是6-12個相同尺寸的單節金屬定子，經過雙螺桿彈性脹胎定位，激光焊接連接成一體的，焊接后整體套裝在螺桿泵外管(6)中。
[0028]在圖2所示的實施例示意圖中，雙螺桿彈性脹胎(5)旋入相同尺寸的定子A(2)和定子B (4)中，定子A (2)和定子B (4)接觸面靠緊，旋緊雙螺桿彈性脹胎(5)的上脹緊螺栓(6)和下脹緊螺栓(I)，使雙螺桿彈性脹胎(5)螺旋外表面脹緊在定子A (2)和定子B (4)的內腔面，從而使定子A(2)和定子B(4)定位。啟動激光焊接設備，對定子A(2)和定子B(4)接觸部位進行焊接。焊后旋松上脹緊螺栓(6)和下脹緊螺栓(I)，雙螺桿彈性脹胎(5)的膨脹表面復位，取出雙螺桿彈性脹胎(5)，定子A(2)和定子B(4)焊接裝配工序完成。
【主權項】
1.一種新型稠油熱采金屬定子螺桿泵，包括上接箍，定子，轉子，下接箍和限位器五個部件，在螺桿泵外套管中的金屬定子采取焊接的方式連接，其特征是:采用數控技術進行機械加工的稠油熱采金屬定子螺桿泵的金屬定子，每個單節金屬定子長度為480mm。2.根據權利要求1所述的稠油熱采金屬定子螺桿泵，其特征是:根據金屬定子螺桿泵規格型號，6-12個相同尺寸的單節金屬定子以雙螺桿彈性脹胎定位，用激光焊接技術將金屬定子焊接在一起。
【專利摘要】本實用新型公開了一種稠油熱采金屬定子螺桿泵，包括螺桿泵上接箍，金屬定子，金屬轉子，螺桿泵下接箍，限位器五部分。金屬定子采取分段數控機械加工，單節金屬定子長度480mm，6-12個單節金屬定子采用雙螺桿彈性脹胎定位，激光焊接技術進行連接。金屬定子數控加工提高了定子加工精度和生產效率，雙螺桿彈性脹胎和激光焊接技術的應用保證并提高了定子裝配精度。因此，該種金屬定子螺桿泵具有加工精度高，質量好，生產效率高，在油田稠油熱采過程中使用壽命長，耐磨損，耐高溫，耐腐蝕，揚程大，扭矩小等特點，能迅速實現大批量生產，滿足油田市場稠油熱采的需求。
【IPC分類】F04D29/52, F04D3/02, B23K26/24
【公開號】CN204628000
【申請號】CN201520020806
【發明人】徐軍, 田桂軍, 徐繼洲, 秦才兵
【申請人】鹽城世宏石油裝備有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年1月6日