[实用新型]一种螺杆钻具马达

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油及天然气钻井施工中与螺杆钻具配置的马达。

背景技术

螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。现有的螺杆钻具马达通常使用橡胶作为马达定子的内衬，但橡胶的耐高温程度低，在温度高于150度的高温井中橡胶内衬极易受热老化变形而损坏马达，而研制其他抗磨损耐高温的弹性材料成本过高而无法广泛应用，因此，现有的螺杆钻具马达的寿命一般不会超过150小时。

发明内容

针对上述现有技术，本实用新型的目的在于提供一种螺杆钻具马达，该马达通过加装定子外壳涂层、厚度均匀的橡胶内衬和转子氧化锆基陶瓷涂层能够有效阻热、耐受热、耐磨，而大大提高寿命。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种螺杆钻具马达，包括定子和转子两大部分，所述定子包括内表面具有连续螺旋线的定子本体、硫化橡胶内衬和定子外壳涂层，所述转子包括横截面呈正八边形且中心具有通孔的转子本体和氧化锆基陶瓷涂层，其中，硫化橡胶内衬的各部分厚度相等，且外表面与定子内表面相吻合，定子外壳涂层均匀的涂覆在定子外壳外表面，氧化锆基陶瓷涂层外表面具有与定子本体连续螺旋线相匹配的连续螺旋线，且氧化锆基陶瓷涂层最厚处的顶点、转子本体横截面正八边形的顶点和中心点始终共线。

采用这样的结构设计，通过定子外壳涂层能够有效阻热，防止马达内部温度过高，各部分厚度相等的硫化橡胶内衬受热后变形均匀，不会影响转子的转动，氧化锆基陶瓷涂层与横截面正八边形的转子本体的独特连接方式能够增强两者间的咬合力，不会因转子高速转动而脱落，同时能够节省氧化锆基陶瓷材料的用量，节省成本。

作为本实用新型的进一步改进，对于本实用新型所具有的定子本体和氧化锆基陶瓷涂层所具有的连续螺旋线均为8条。

采用这样的连续螺旋线设计，可以提高转子的扭矩，增加携岩能力，提高马达效率。

作为本实用新型的更进一步改进，对于本实用新型所具有的氧化锆基陶瓷涂层最大厚度和最小厚度之比为5﹕1。

采用这样的氧化锆基陶瓷涂层设计，是根据氧化锆基陶瓷材料的晶体结构和性质所得出的最合理结论，该厚度比能够在节省材料的同时而达到最大的力学强度，防止氧化锆基陶瓷涂层因转子高速转动而造成破碎。

作为本实用新型的更进一步改进，对于本实用新型所具有的定子本体和转子本体的材质为金属或金属合金，定子外壳涂层的材质为改性有机硅树脂，氧化锆基陶瓷涂层的材质为含有质量分数2%的氧化钇增韧剂的四方氧化锆基陶瓷。

采用这样的材质选择，因为改性有机硅树脂具有良好的隔热性能和高温适应能力，2%氧化钇作为氧化锆基陶瓷的增韧剂能够增加氧化锆基陶瓷涂层的韧性，从根本上避免陶瓷材料因脆性大而导致涂层破裂，进而增强马达使用寿命。

总之，在使用本实用新型的一种螺杆钻具马达时，能够适应较高温度，避免硫化橡胶内衬过早的老化减少螺杆马达使用寿命，同时能够增加携岩能力，降低使用成本。

附图说明

图1为本实用新型的俯视剖面图；

图2为本实用新型定子的主视剖面图；

图3为本实用新型转子的主视剖面图。

其中，1定子本体、2硫化橡胶内衬、3定子外壳涂层、4转子本体、5氧化锆基陶瓷涂层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种螺杆钻具马达的实施方式作详细说明。

如图1至3所示，本实用新型包括定子和转子两大部分，其中定子包括内表面具有8条连续螺旋线的定子本体1、硫化橡胶内衬2和定子外壳涂层3，所述转子包括横截面呈正八边形且中心具有通孔的转子本体4和氧化锆基陶瓷涂层5，硫化橡胶内衬2的各部分厚度相等，且外表面与定子本体1内表面相吻合，定子外壳涂层3均匀的涂覆在定子外壳外表面，氧化锆基陶瓷涂层5外表面具有与定子本体1相匹配的8条连续螺旋线，且氧化锆基陶瓷涂层5最厚处的顶点、转子本体4横截面正八边形的顶点和中心点始终共线。

作为优选方案，氧化锆基陶瓷涂层5最大厚度和最小厚度之比为5﹕1。

作为优选方案，定子本体1和转子本体4的材质为金属或金属合金，定子外壳涂层3的材质为改性有机硅树脂，氧化锆基陶瓷涂层5的材质为含有质量分数2%的氧化钇增韧剂的四方氧化锆基陶瓷。

以上对本实用新型的实施例进行了详细介绍，并阐述了具体实施方式在实际使用过程的具体案例方法，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型方法的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型使用的限制。