[实用新型]一种双等壁厚螺杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油工业中采油或钻井的螺杆泵或螺杆钻具，特别是涉及螺杆泵或螺杆钻具中的双等壁厚螺杆。

背景技术

螺杆泵和螺杆钻具是目前最广泛使用的采油和钻修井工具，它们的核心部件均是螺杆，螺杆由定子和转子组成；常规定子壳体是一根内部硫化有橡胶的金属管，橡胶内孔呈螺旋状，与转子相啮合形成密封腔，转子是由合金钢加工而成的螺旋状金属杆；定子作为马达部件的最关键部件之一，其性能直接关系到螺杆泵和螺杆马达的使用寿命和整机工作效率。实际应用中定子金属外壳失效的情况极少，而橡胶衬套受到流体静压、压差、钻井介质溶胀、挤压等多物理场的作用，容易发生变形、磨损、撕裂和掉块，严重影响工具的使用寿命和工作效率。

橡胶衬套的工作寿命和工作效率与定子壳体结构具有密切关系，常规定子壳体内腔为光滑圆柱面，内腔需要硫化一层厚度不均的橡胶以实现与转子的啮合密封，由于定子壳体内腔较光滑，橡胶附着面积小，粘结强度易退化；工作时，由于橡胶衬套厚度不均，橡胶衬套变形大，各部分膨胀量也不相同，不能很好的保证密封腔的密封性，且散热不均，热滞后现象严重，橡胶极易老化和撕裂；近年来国外提出的等壁厚定子衬套，虽能改善橡胶粘结质量、提高抗变形能力和散热性能，但是由于橡胶衬套外部的定子金属壳体厚度不均，橡胶衬套散热不均、热积聚的现象仍较严重，从而影响密封腔的密封性，致使螺杆泵和螺杆钻具的工作效率和使用寿命仍不能满足钻井、修井和采油的作业需求。因此，研究散热性能好、密封性好、效率高和使用寿命长的螺杆泵和螺杆钻具马达具有很大的必要性和重要的工业价值。

发明内容

本实用新型的目的是：为了增大定子壳体的散热面积、提高橡胶散热性能、减少机械挤压产生的滞后热量、降低热滞后的影响，特提供一种双等壁厚螺杆。

为达到上述目的，本实用新型解决此技术问题所采用的技术方案是：一种双等壁厚螺杆，是由定子壳体、橡胶衬套和转子组成，其结构特征是：定子壳体为等壁厚结构，定子壳体外部有与其内孔旋向相同的定子外螺旋槽；橡胶衬套为等壁厚，橡胶通过硫化工艺粘结在定子壳体内壁；转子与橡胶衬套啮合形成密封腔。定子壳体为等壁厚能使橡胶衬套的各部分散热均匀且壳体的散热速度快。定子外螺旋槽能增大散热面积，定子内孔的螺旋槽能增大橡胶衬套附着面积，增强橡胶粘结强度。

双等壁厚螺杆的转子与定子壳体头数比为1/2头、2/3头、3/4头、4/5头、5/6头、6/7头、7/8头、8/9头、9/10头、或10/11头的一种。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：(1)该螺杆为定子壳体外部有与其内孔旋向相同螺旋槽的等壁厚结构，螺旋槽增大了散热面积；(2)定子壳体内部的等壁厚橡胶衬套抵抗变形的能力较强，且变形均匀；(3)等壁厚橡胶衬套热滞后现象较轻，且外部的等壁厚定子壳体可以使其散热均匀并且提高其散热速度，橡胶的溶胀与温胀均匀，可以有效保证密封腔的密封性；(4)该双等壁厚螺杆密封性好，工作效率高，功率可达常规马达的一至两倍以上，使用寿命长，定子壳体外螺旋槽加工精度要求不高，易于实现，可用于采油和钻修井中。

附图说明

图1是本实用新型一种双等壁厚螺杆的5/6头螺杆截面图。

图2是本实用新型一种双等壁厚螺杆的5/6头螺杆定子壳体外表面结构示意图。

图3是本实用新型一种双等壁厚螺杆的1/2头螺杆截面图。

图4是本实用新型一种双等壁厚螺杆的2/3头螺杆截面图。

图5是本实用新型一种双等壁厚螺杆的3/4头螺杆截面图。

图6是本实用新型一种双等壁厚螺杆的4/5头螺杆截面图。

图7是本实用新型一种双等壁厚螺杆的6/7头螺杆截面图。

图8是本实用新型一种双等壁厚螺杆的7/8头螺杆截面图。

图9是本实用新型一种双等壁厚螺杆的8/9头螺杆截面图。

图10是本实用新型一种双等壁厚螺杆的9/10头螺杆截面图。

图11是本实用新型一种双等壁厚螺杆的10/11头螺杆截面图。

图中：1.定子壳体，2.橡胶衬套，3.转子，4.定子外螺旋槽。

具体实施方法

如图1～图11所示，本实用新型一种双等壁厚螺杆，由定子壳体1、橡胶衬套2和转子3组成，所述定子壳体1为等壁厚结构，定子壳体1外部有与其内孔旋向相同的定子外螺旋槽4；橡胶衬套2为等壁厚，橡胶通过硫化工艺粘结在定子壳体内壁；转子3与橡胶衬套2啮合形成密封腔。

该螺杆的定子壳体1外部有与其内孔旋向相同的定子外螺旋槽4，定子外螺旋槽4和内孔中的螺旋槽可以增大散热面积，内孔螺旋槽还可以增大橡胶附着面积，增强橡胶粘结强度；等壁厚橡胶衬套2抵抗变形的能力较强，且变形均匀；等壁厚橡胶衬套2热滞后影响小，且其通过等壁厚定子壳体1可以均匀散热并且散热速度快，橡胶衬套2的溶胀与温胀均匀，可以有效保证密封腔的密封性，提高工作效率。