[發明專利]線投影葉片制動級定轉子組合件

有效

• 申請號: 201410133810.4
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103939008A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 譚春飛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;F01D9/02;F01D5/14;F01D5/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王春光

技術領域

本發明專利涉及石油、天然氣、煤層氣、頁巖氣開采等領域的鉆探或地質、鐵路、電力、通訊等領域的鉆進用井下渦輪鉆具，尤其是一種線投影扭轉楔子形葉片制動級定轉子組合件，屬于機械制造技術領域。

背景技術

渦輪鉆具是工業應用最早的一種井下液動馬達，其作用是將工作液的液體壓力能量轉變為輸出軸旋轉機械能量，驅動鉆頭轉動以破碎井底巖石。渦輪鉆具是石油礦場常用的一種井下動力鉆具。由于由現有多級渦輪級定轉子組合件構成的渦輪鉆具轉速過高，鉆頭軸承或牙齒磨損速度過快，一趟鉆的進尺和純鉆時間比轉盤鉆井低很多。

鑒于上述現有渦輪鉆具存在的缺點，本設計人基于長期從事相關科研及現場試驗，對現有技術積極加以改進和創新，以期實現一種壓降低、空轉轉速和工作轉速低、工作扭矩適中的渦輪鉆具。

發明內容

本發明的目的是提供一種制動扭矩大、水力損失小的線投影葉片制動級定轉子組合件。

為達到上述目的，本發明提出一種線投影葉片制動級定轉子組合件，包括同軸套裝的定子和轉子：所述定子與所述轉子的中心軸線共線；所述定子包括同軸設置的圓筒狀定子本體、若干個定子葉片和圓環狀定子葉冠，若干個所述定子葉片沿周向設置于所述定子本體與所述定子葉冠之間；所述轉子包括同軸設置的圓筒狀轉子本體、若干個轉子葉片和圓環狀轉子葉冠，若干個所述轉子葉片沿周向設置于所述轉子本體與所述轉子葉冠之間；所述定子葉冠內壁與所述轉子本體外壁同軸套裝，所述定子葉片外輪廓線上各點與其對應等值子午面的相交線為第一相貫線，該第一相貫線與貫穿于所述定子葉冠內的第一投影直線垂直相交；所述轉子葉片外輪廓線上各點與其對應等值子午面的相交線為第二相貫線，該第二相貫線與貫穿于所述轉子本體內的第二投影直線垂直相交；所述定子葉片的安裝角與所述轉子葉片的安裝角方向相同；所述定子葉片安裝角沿所述定子徑向由內至外逐漸減小，所述轉子葉片安裝角沿所述轉子徑向由內至外也逐漸減小；所述定子葉片安裝角和所述轉子葉片安裝角的余切值與對應的等徑圓柱面的半徑成正比。

如上所述的線投影葉片制動級定轉子組合件，其中，所述第一投影直線為所述定子的中心軸線，所述第二投影直線為所述轉子的中心軸線。

如上所述的線投影葉片制動級定轉子組合件，其中，各所述定子葉片沿所述定子軸向等高度設置并沿所述定子周向等間隔設置；各所述轉子葉片沿所述轉子軸向等高度設置并沿所述轉子周向等間隔設置。

如上所述的線投影葉片制動級定轉子組合件，其中，所述定子葉片的厚度沿所述定子徑向由內向外逐漸增大，且與對應的等徑圓柱面的半徑成正比；所述轉子葉片的厚度沿所述轉子徑向由內向外也逐漸增大，且與對應的等徑圓柱面的半徑成正比。

如上所述的線投影葉片制動級定轉子組合件，其中，所述定子葉片沿等徑圓柱面的展開輪廓線包括定子葉片前緣、定子葉片后緣、定子葉片壓力面和定子葉片吸力面，所述定子葉片前緣、定子葉片后緣、定子葉片壓力面和定子葉片吸力面與所述定子的等值子午面的相貫線為直線，且所述定子葉片的相貫線與所述定子中心軸線垂直相交；所述轉子葉片沿等徑圓柱面的展開輪廓線包括轉子葉片前緣、轉子葉片后緣、轉子葉片壓力面和轉子葉片吸力面，所述轉子葉片前緣、轉子葉片后緣、轉子葉片壓力面和轉子葉片吸力面與所述轉子的等值子午面的相貫線為直線，且所述轉子葉片的相貫線也與所述轉子的中心軸線垂直相交。

如上所述的線投影葉片制動級定轉子組合件，其中，所述定子葉片和所述轉子葉片沿各自的等徑圓柱面的展開輪廓線呈一端厚度大于另一端厚度的楔形。

如上所述的線投影葉片制動級定轉子組合件，其中，所述第一投影直線與所述定子的中心軸線互為平行直線，且所述第一投影直線與所述定子中心軸線間距小于或等于50mm；所述第二投影直線與所述轉子的中心軸線互為平行直線，且所述第二投影直線與所述轉子中心軸線間距小于或等于50mm。