[實用新型]一種在轉子上粘結等壁厚橡膠襯套的螺桿

無效

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• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN201671812U
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 祝效華;石昌帥;童華
• 申請（專利權）人: 祝效華
• 主分類號: F04C5/00
• 分類號: F04C5/00;F04C15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于石油工業(yè)中采油或鉆井的螺桿泵或螺桿鉆具，特別是涉及螺桿泵或螺桿鉆具中的在轉子上粘結等壁厚橡膠襯套的螺桿。

背景技術

螺桿泵和螺桿鉆具是目前最廣泛使用的采油和鉆修井工具，它們的核心部件均是螺桿，螺桿由定子和轉子組成；常規(guī)定子殼體是一根內部硫化有橡膠的金屬管，橡膠內孔呈螺旋狀，與轉子相嚙合形成密封腔，轉子是由合金鋼加工而成的螺旋狀金屬桿；定子殼體、橡膠襯套和轉子作為螺桿的最關鍵部件，它們的性能直接關系到螺桿泵和螺桿馬達的使用壽命和整機工作效率。實際應用中定子金屬外殼和轉子失效的情況極少，它們的平均壽命均大于3000h，而橡膠襯套受到流體靜壓、壓差、鉆井介質溶脹、擠壓等多物理場的作用，容易發(fā)生變形、磨損、撕裂和掉塊，在應用過程中它們的平均壽命約為120～150h或更低，嚴重影響工具的整機使用壽命和工作效率，而橡膠襯套損壞后，難于從定子殼體內部清理，定子殼體很難循環(huán)利用，現(xiàn)場中的處理方法即將該定子作為廢品處理，造成嚴重浪費。

如果橡膠襯套能夠很好地被清理和更換，則定子和轉子均可以提高循環(huán)使用壽命，可以節(jié)約成本，目前國內外對這方面的研究工作較少；而橡膠襯套的工作壽命和工作效率與定子殼體、轉子結構及橡膠粘結質量具有密切關系，常規(guī)定子殼體內腔為光滑圓柱面，內腔需要硫化一層厚度不均的橡膠以實現(xiàn)與轉子的嚙合密封，由于定子殼體內腔較光滑，粘結質量相對較差；工作時，由于橡膠襯套厚度不均，橡膠襯套變形大，各部分膨脹量也不相同，不能很好的保證密封腔的密封性，且散熱不均，熱滯后現(xiàn)象嚴重，橡膠極易老化和撕裂；近年來國外提出的等壁厚定子襯套，雖能改善橡膠粘結質量、提高抗變形能力和散熱性能，但是由于橡膠襯套粘結在定子金屬殼體內部，粘結質量難于保證，且由于轉子基本均為實心、定子殼體厚度不均，工具不能根據(jù)鉆井需要改變流量，橡膠襯套受沖蝕較嚴重，散熱不均、熱積聚的現(xiàn)象仍較嚴重，從而影響密封腔的密封性，致使螺桿泵和螺桿鉆具的工作效率和使用壽命仍不能滿足鉆井、修井和采油的作業(yè)需求；另外，定子殼體內部的橡膠襯套在損壞后也不易清理和更換，定子殼體難于循環(huán)利用。因此，研究易于清理和更換損壞的橡膠襯套，以及散熱性能好、密封性好、效率高、壽命長的螺桿泵和螺桿鉆具馬達具有很大的必要性和重要的工業(yè)價值。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是：為了易于清理和更換損壞的橡膠襯套，節(jié)約材料，以及增大橡膠散熱面積、提高橡膠散熱性能、減少機械擠壓產生的滯后熱量、降低熱滯后的影響，特提供一種在轉子上粘結等壁厚橡膠襯套的螺桿。

為達到上述目的，本實用新型解決此技術問題所采用的技術方案是：一種在轉子上粘結等壁厚橡膠襯套的螺桿，是由定子殼體、橡膠襯套和轉子組成，其結構特征是：橡膠襯套為等壁厚結構，用硫化工藝粘結在轉子外壁；定子殼體內壁與橡膠襯套嚙合形成密封腔；定子殼體有兩種結構形式，轉子有三種結構形式。

該螺桿的定子殼體結構形式為常規(guī)定子殼體，或者定子殼體外部與其內孔具有相同旋向定子外螺旋槽的等壁厚定子殼體結構中的一種；轉子結構形式為常規(guī)轉子，或者具有直中心孔的轉子，或者具有螺旋中心孔且中心孔螺旋旋向與轉子外部螺旋槽旋向相同的等壁厚結構中的一種；該螺桿定子殼體與轉子的組合形式有六種。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有的有益效果是：(1)該螺桿的橡膠通過硫化工藝粘結在轉子外壁，橡膠損壞后易于清理和更換，提高了定子殼體和轉子的循環(huán)使用壽命，節(jié)約材料和經濟成本；(2)定子殼體可以選擇外部有與其內孔旋向相同螺旋槽的等壁厚結構，螺旋槽增大了散熱面積；(3)轉子外壁的等壁厚橡膠襯套抵抗變形的能力較強，且橡膠變形均勻、熱滯后現(xiàn)象較輕、溶脹與溫脹均勻，可以有效保證密封腔的密封性；(4)轉子可以根據(jù)工況選擇具有中心孔的結構，有利于提高排量及橡膠散熱速度；(5)該螺桿密封性好，工作效率高，功率可達常規(guī)馬達的一至兩倍以上，使用壽命長，可用于采油和鉆修井中。

附圖說明

圖1是本實用新型5/6頭螺桿定子殼體1為等壁厚結構，轉子3為具有直中心孔結構的截面示意圖。

圖2是本實用新型5/6頭螺桿定子殼體1為常規(guī)結構，轉子3為具有直中心孔結構的截面示意圖。

圖3是本實用新型5/6頭螺桿定子殼體1為等壁厚結構，轉子3為具有螺旋中心孔的等壁厚結構的截面示意圖。

圖4是本實用新型5/6頭螺桿定子殼體1為常規(guī)結構，轉子3為具有螺旋中心孔的等壁厚結構的截面示意圖。

圖5是本實用新型5/6頭螺桿定子殼體1為等壁厚結構，轉子3為常規(guī)結構的截面示意圖。