[发明专利]熔覆有陶瓷涂层的螺杆钻具转子及其制作方法

说明书

本发明的熔覆有陶瓷涂层的螺杆钻具转子，螺杆钻具包括马达定子和马达转子，马达定子的内壁上固定有橡胶衬套，马达转子的外壁与橡胶衬套之间形成有空腔；马达转子的外表面上设置有起耐磨作用的陶瓷层。本发明的螺杆钻具的制作方法，包括：a).转子表面打磨；b).转子表面清洗；c).制备电泳液；d).放置马达转子；e).电泳沉积；f).转子的再清洗；g).燃烧熔覆。本发明的螺杆钻具转子及其制作方法，通过在马达转子的外表面熔覆一层陶瓷层，增强了马达转子表面的耐磨性能，即使有大量的沙粒与马达转子表面接触，也不会对其表面造成严重的损伤，有效延长了马达转子的使用寿命，具有制作成本低、有益效果显著以及便于推广应用的优点。

技术领域

本发明涉及一种熔覆有陶瓷涂层的螺杆钻具转子及其制作方法，更具体的说，尤其涉及一种首先采用电泳沉积、然后再采用火焰烘烤的熔覆有陶瓷涂层的螺杆钻具转子及其制作方法。

背景技术

陶瓷涂层是涂覆在基体表面上的无机保护层或膜的总称，它能改变基体外表面的形貌、结构及其化学组成，赋予基底材料新的性能，如使基体具有更好的耐磨、耐蚀、防粘、高硬度、耐高温性能。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物，陶瓷涂层一般分为氧化物涂层、非氧化物涂层、硅酸盐系涂层、复合陶瓷涂层。在基体表面涂覆陶瓷涂层的工艺包括熔烧涂层、喷涂涂层、气相沉积涂层、电化学工艺涂层、溶胶-凝胶涂层。

螺杆钻具作为石油钻井的主要器械，其由马达、旁通阀、万向轴、传动轴组成，马达作为螺杆钻具的动力机构，其由马达定子和马达转子组成，马达转子位于马达定子的内部空腔中，形成容积式马达，在钻井液的作用下驱使马达转子在马达定子内转动，使马达转子输出机械能而带动钻具工作，实现钻进作业。通常情况下，定子的内壁上粘覆有一层橡胶层，以保证定子与转子之间的密封性。

螺杆钻具工作于地面之下的泥土、泥浆或岩石层中，在钻井作业时会有细小的沙粒进入转子与定子之间，加速转子的磨损，使马达丧失密封性，缩短整个螺杆钻具的使用寿命。马达转子由金属材质构成，其表面硬度小于沙粒，这是造成钻子极易磨损的关键所在。如果能在金属转子层的表面涂覆一层硬度大于沙粒的陶瓷层，将会显著提高转子的耐磨性，延长螺杆钻具的使用寿命。如专利号为ZL201510009907.9、发明名称为“一种难熔金属材料表面Zr基陶瓷涂层防护的方法”的发明专利文件，具体公开了一种在难熔金属表面熔覆Zr基陶瓷的方法，但这种工艺复杂、制作成本高昂，其产品主要用于航空领域，不适于民用产品。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种熔覆有陶瓷涂层的螺杆钻具转子及其制作方法。

本发明的熔覆有陶瓷涂层的螺杆钻具转子，其特别之处在于：螺杆钻具包括马达定子和位于马达定子内部的马达转子，马达定子的内壁上固定有橡胶衬套，马达转子的外壁与橡胶衬套之间形成有空腔，钻井液在空腔中流动的过程中会驱使马达转子转动；马达转子的外表面上设置有起耐磨作用的陶瓷层。

本发明的熔覆有陶瓷涂层的螺杆钻具转子，所述马达转子的头数为N，马达定子的头数为N+1，N为大于等于1的正整数。

本发明的熔覆有陶瓷涂层的螺杆钻具转子，所述马达转子的一端固定有转子接头。