[发明专利]金属螺杆钻具定子螺旋曲面内腔的分块数控加工方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种金属螺杆钻具定子螺旋曲面内腔的分块数控加工方法，属石油钻井工具设计技术领域。

背景技术：

目前，国内外螺杆钻具定子都采用丁腈橡胶作为定子衬套，转子是在合金钢外表面镀一层硬铬镀层。螺杆钻具在工作时，由于定子橡胶的溶胀性、温胀性、易老化性等导致定子易损坏，是钻具的易损部件；同时，由于马达是螺杆钻具的动力部件，因此螺杆钻具的性能特点由其马达决定。当定子损坏后，不仅严重影响了螺杆钻具的使用，同时，定子在更换后不能重复利用，造成很大程度上的浪费。为克服橡胶定子材料上的不足，提高螺杆钻具的综合效率，提出了金属定子螺杆钻具方案。用金属定子代替传统的橡胶定子，国内外都做过不同程度的偿试，但由于单螺杆泵定子内表面的双螺旋曲面形状，金属加工起来有一定的难度。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供金属螺杆钻具定子螺旋曲面内腔的分块数控加工方法，采用定子分块数控加工技术，提高了定子的加工效率和加工精度，使用金属定子代替橡胶定子，提高了螺杆钻具的机械性能，延长了定子的使用寿命，具有易于加工制造、操作安全、经济实用、应用效果好的特点。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。

本发明提供的金属螺杆钻具定子螺旋曲面内腔的分块数控加工方法，包括如下步骤：

（1）、根据定子加工的需要，选定一个制作定子的圆形棒料；

（2）、根据定子的不同头数，由线切割设备沿着棒料的轴线方向将该棒料剖切为两块、三块、四块或多块的分块金属体；

（3）、由成型铣刀在分块金属体剖切面的中心线位置且沿着该中心线延伸铣削一条螺旋凹槽，所述的螺旋凹槽由于定子头数的不同，其螺旋凹槽横截面的形状也不同；

（4）、在分块金属体的外壁上间隔切削出约2mm深的卡槽；

（5）、在分块金属体的剖切面上涂上粘合剂，将分块金属体对应粘合焊接起来，在卡槽上安装卡箍进行定位，由此将分块金属体内壁的螺旋曲面内腔对应旋合构成该金属定子的内螺旋曲面内腔。

本发明与现有的技术相比，采用定子分块数控加工技术，对不同头数的定子采取数目不同的分块方法对定子进行加工，提高了定子的加工效率和加工精度，使用金属定子代替橡胶定子，提高了螺杆钻具的机械性能，延长了定子的使用寿命，具有易于加工制造、操作安全、经济实用、应用效果好的特点。

附图说明:

图1为本发明单螺杆金属螺杆钻具定子分两块加工的结构示意图。

图2为本发明单螺杆金属螺杆钻具定子分两块加工的分块金属体的横截面结构示意图。

图3为本发明单螺杆金属螺杆钻具定子分两块加工后焊接为一体的横截面结构示意图。

图4为本发明单螺杆金属螺杆钻具定子分四块加工的分块金属体的横截面结构示意图。

图5为本发明单螺杆金属螺杆钻具定子分四块加工后焊接为一体的横截面结构示意图。

图6为本发明金属螺杆钻具三头定子分三块加工后焊接为一体的横截面结构示意图。

图7为本发明金属螺杆钻具五头定子分五块加工后焊接为一体的横截面结构示意图。

图8为本发明金属螺杆钻具六头定子分三块加工后焊接为一体的横截面结构示意图。

图9为本发明金属螺杆钻具定子外壁卡槽的示意图。

在图中:1.定子、2.焊缝、3.分块金属体、4.圆弧槽面、5.直线槽面、6.内腔、7.内腔、8.内腔、9.内腔、10卡槽。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明提供的金属螺杆钻具定子螺旋曲面内腔的分块数控加工方法，是根据定子1不同的头数，将定子1分为两块、三块或四块等多块分块金属体3进行加工，再将加工后的分块金属体3对应粘合焊接紧固为一体；在分块金属体3的内壁上位于中心线位置且沿该中心线延伸设有一条螺旋曲面内腔，每块分块金属体3内壁的螺旋曲面内腔对应旋合构成该金属定子的内螺旋曲面内腔，在分块金属体3的外壁对应设有多个卡槽10，焊接时在卡槽10上安装卡箍进行定位。

实施本发明包括如下具体步骤：

（1）、根据定子1加工的需要，选定一个制作定子1的圆形棒料；

（2）、根据定子1的不同头数，由线切割设备沿着棒料的轴线方向将该棒料剖切为两块、三块、四块或多块的分块金属体3；