CN106216465B - 一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管和制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管，包括管体，所述的管体的内壁和外壁均为螺旋状曲面。本发明还设计上述新型内外等壁厚螺杆泵定子管的制备装置和方法。本发明使定子管内外表面都达到螺旋曲面形状，实现了内外等壁厚，且螺旋截面和轴向导程的尺寸、形位精度更加精准，保证内衬橡胶厚度均匀，解决常规螺杆泵温胀、溶胀不均和热量聚集导致螺杆泵工作扭矩大、检泵周期短和泵效低等问题。

Description

一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管和制备装置及方法

技术领域

本发明属于油田钻采设备领域，涉及一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管和制备装置及方法。

背景技术

随着采油工艺和技术的快速发展，对采油过程中应用的单螺杆抽油泵也提出了更高的要求，尤其是螺杆泵定子管作为螺杆泵的关键部件，传统定子管一般为油田专用无缝管，内壁为光面，内壁的内侧内衬橡胶，内衬橡胶为螺旋形曲面，橡胶层厚薄不均匀，当螺杆泵工作时，由于定子橡胶在井液介质中热胀和溶胀不均匀，导致定转子之间过盈量不均匀，使得定子受力不平衡，对泵的寿命、适应范围、工作性能及综合效益都产生影响，从而使螺杆泵过早失效。因此，需要对螺杆泵定子管做进一步的改进。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管，克服目前的螺杆泵定子管为光面的无缝管，内衬橡胶为螺旋形曲面，橡胶层厚薄不均匀，预热膨胀不均影响螺杆泵寿命的问题。

本发明的第二目的是提供上述新型内外等壁厚螺杆泵定子管的制备装置。

本发明的第三目的是提供上述新型内外等壁厚螺杆泵定子管的制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一、一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管，包括管体，所述的管体的内壁和外壁均为螺旋状曲面。

二、一种上述的新型内外等壁厚螺杆泵定子管的制备装置，包括毛坯管、床身、液压缸、挤压模具和床头箱，所述的挤压模具为两半，两半挤压模具闭合后形成一个与毛坯管外缘相吻合的整圆，两半挤压模具的内表面设有螺旋状突起且底部分别连接有液压缸，液压缸的底部与床身固定连接，床身上纵向装有滑轨，床头箱底部架装在滑轨上，毛坯管一端从两半挤压模具中穿过后通过卡盘与床头箱连接，两半挤压模具闭合后的中心与卡盘的中心位于同一轴线上；所述的床头箱包括电动机、摆线针轮减速机、主轴、中间轴、输出轴、螺母和滚珠丝杆，所述的电动机的输出端连接摆线针轮减速机，摆线针轮减速机的输出端连接主轴，主轴、中间轴、输出轴相互平行，且主轴、中间轴、输出轴的端部设有相互啮合的齿轮，输出轴的另一端装有螺母，螺母通过螺纹套装在滚珠丝杆上，滚珠丝杆又与床身固定连接。

进一步的，所述的床头箱上还装有喷油泵。

三、一种上述的新型内外等壁厚螺杆泵定子管的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）毛坯管一端从两半挤压模具中穿过后通过卡盘与床头箱连接；

（2）两半挤压模具闭合，挤压毛坯管以形成螺旋状曲面；

（3）两半挤压模具打开；

（4）床头箱沿滚珠丝杆匀速运动一个导程长度；

（5）两半挤压模具重新闭合，挤压毛坯管以形成螺旋状曲面，依次循环。

采用上述技术方案的积极效果：本发明使定子管内外表面都达到螺旋曲面形状，实现了内外等壁厚，且螺旋截面和轴向导程的尺寸、形位精度更加精准，保证内衬橡胶厚度均匀，解决常规螺杆泵温胀、溶胀不均和热量聚集导致螺杆泵工作扭矩大、检泵周期短和泵效低等问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的制备装置的结构示意图；

图3是图2的横剖视图；

图4是床头箱的剖视图；

图5是床身的俯视图；

图6是挤压模具的运动状态示意图，A合模过程，B开模过程。

图中，1管体，2毛坯管，3床身，4液压缸，5挤压模具，6床头箱，7滑轨，8电动机，9摆线针轮减速机，10主轴，11中间轴，12输出轴，13螺母，14滚珠丝杆，15喷油泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明，但不应理解为对本发明的限制：

图1是本发明的结构示意图，如图所示，一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管，包括管体1，所述的管体1的内壁和外壁均为螺旋状曲面。这样，在内衬橡胶时，内衬橡胶厚度完全均匀一致即可在定子管内壁形成螺旋形曲面，保证螺杆泵的正常工作，而内衬橡胶厚度均匀，定子橡胶在井液介质中热胀和溶胀均匀，定子受力平衡，提高泵的工作性能，延长泵的使用寿命，有利于提高整体的综合效益。

图2是本发明的制备装置的结构示意图，图3是图2的横剖视图，图4是床头箱的剖视图，图5是床身的俯视图，如图所示，一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管的制备装置，包括毛坯管2、床身3、液压缸4、挤压模具5和床头箱6，所述的挤压模具5为两半，两半挤压模具5闭合后形成一个与毛坯管外缘相吻合的整圆，两半挤压模具5的内表面设有螺旋状突起且底部分别连接有液压缸4，液压缸4的底部与床身3固定连接，通过液压缸推动挤压模具进行相向或反向运动，实现对毛坯管的挤压、松开与自动对中功能。床身3上纵向装有滑轨7，床头箱6底部架装在滑轨7上，床身可以在滑轨上滑动，毛坯管2一端从两半挤压模具5中穿过后通过卡盘与床头箱6连接，两半挤压模具5闭合后的中心与卡盘的中心位于同一轴线上。所述的床头箱包括电动机8、摆线针轮减速机9、主轴10、中间轴11、输出轴12、螺母13和滚珠丝杆14，所述的电动机8的输出端连接摆线针轮减速机9，摆线针轮减速机9的输出端连接主轴10，主轴10、中间轴11、输出轴12相互平行，且主轴10、中间轴11、输出轴12的端部设有相互啮合的齿轮，输出轴12的另一端装有螺母13，螺母13通过螺纹套装在滚珠丝杆14上，滚珠丝杆14又与床身3固定连接。工作时，电动机产生动力，经摆线针轮减速机把电动机转速进行一级降速并传递到主轴上，经过主轴、中间轴、输出轴上的啮相互啮合的齿轮进行二级降速达到所要求的转速，同时通过在输出轴的传动下，带动螺母旋转，进而是整个床头箱沿着滚珠丝杆向前精确移动，达到准确控制毛坯管在床身上的运动导程。

进一步的，所述的床头箱6上还装有喷油泵15，可以向床头箱内部喷油，起到冷却润滑齿轮的作用。

本装置还可增加自动控制系统，控制液压缸以及床头箱的启停，方便生产，节省人力。

图6是挤压模具的运动状态示意图，A合模过程，B开模过程，如图所示，一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）毛坯管2一端从两半挤压模具5中穿过后通过卡盘与床头箱6连接；

（2）两半挤压模具5闭合，挤压毛坯管2以形成螺旋状曲面，即两块模具在液压缸的巨大液压力作用下，分别沿着左右两个方向向毛坯管中心轴线垂直闭合，形成对毛坯管的挤压，进而完成一定导程长度的等壁厚螺杆泵定子管成型；

（3）两半挤压模具5打开，即两块模具在主机（3）的带动下，分别沿着毛坯管中心线的径向方向向左右两侧分开，完成开模；

（4）床头箱6沿滚珠丝杆14匀速运动一个导程长度，至此完成一个导程长度的内外等壁厚螺杆泵定子管的挤压成型；

（5）两半挤压模具5重新闭合，挤压毛坯管2以形成螺旋状曲面，依次循环。

本方法是为了保证等壁厚定子管内外螺旋截面的形位精度，提高等壁厚定子管轴向导程的尺寸精度，该内外等壁厚螺杆泵定子管制造采用冷挤压法制造，在常温状态下不经加热，把特殊材质的无缝钢管放进模具模腔内，在液压缸强大的压力和一定的速度作用下，直接进行挤压，从而获得所需的截面外形及尺寸。并且通过更换不同泵型的模具，能够挤压成型二头及以上的各种截面形状和各种导程的内外等壁厚的螺杆泵定子管。

本发明使定子管内外表面都达到螺旋曲面形状，实现了内外等壁厚，且螺旋截面和轴向导程的尺寸、形位精度更加精准，保证内衬橡胶厚度均匀，解决常规螺杆泵温胀、溶胀不均和热量聚集导致螺杆泵工作扭矩大、检泵周期短和泵效低等问题。

Claims (2)

1.一种新型内外等壁厚螺杆泵定子管的制备装置，所述的新型内外等壁厚螺杆泵定子管包括管体（1），所述的管体（1）的内壁和外壁均为螺旋状曲面，其特征在于：包括毛坯管（2）、床身（3）、液压缸（4）、挤压模具（5）和床头箱（6），所述的挤压模具（5）为两半，两半挤压模具（5）闭合后形成一个与毛坯管外缘相吻合的整圆，两半挤压模具（5）的内表面设有螺旋状突起且底部分别连接有液压缸（4），液压缸（4）的底部与床身（3）固定连接，床身（3）上纵向装有滑轨（7），床头箱（6）底部架装在滑轨（7）上，毛坯管（2）一端从两半挤压模具（5）中穿过后通过卡盘与床头箱（6）连接，两半挤压模具（5）闭合后的中心与卡盘的中心位于同一轴线上；所述的床头箱包括电动机（8）、摆线针轮减速机（9）、主轴（10）、中间轴（11）、输出轴（12）、螺母（13）和滚珠丝杆（14），所述的电动机（8）的输出端连接摆线针轮减速机（9），摆线针轮减速机（9）的输出端连接主轴（10），主轴（10）、中间轴（11）、输出轴（12）相互平行，且主轴（10）、中间轴（11）、输出轴（12）的端部设有相互啮合的齿轮，输出轴（12）的另一端装有螺母（13），螺母（13）通过螺纹套装在滚珠丝杆（14）上，滚珠丝杆（14）又与床身（3）固定连接。

2.根据权利要求1所述的新型内外等壁厚螺杆泵定子管的制备装置，其特征在于：所述的床头箱（6）上还装有喷油泵（15）。