CN113236114A - 超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具及加工工艺 - Google Patents
超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具及加工工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具及加工工艺，包括：旁通阀总成、液压马达总成、万向轴总成和传动轴总成，所述旁通阀总成的下端与液压马达总成相连接，所述液压马达总成的下端与万向轴总成相连接，所述万向轴总成的下端与传动轴总成相连接，所述液压马达总成包括：马达定子金属外壳、马达转子和设置在马达定子金属外壳与马达转子之间的马达定子混合胶体衬套；在所述马达定子金属外壳的前端内部设置有前30°角环形卡紧槽，所述前30°角环形卡紧槽设置在距离前端80‑100mm处，在所述前30°角环形卡紧槽上设置有前30°卡角。
Description
技术领域
本发明涉及到一种超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具及加工工艺。
背景技术
随着能源需求的持续增长，国内油气勘探开发向纵深发展，我国浅层石油资源几近枯竭，剩余油气资源主要埋藏在复杂的深部地区，70%超过4500米。开发超深地层油气资源是国家能源安全保障的重要举措。深井、超深井钻修井技术的发展和应用，具有重要的战略意义和广阔的前景。我国超深油气资源储量主要分布在渤海湾、塔里木、准格尔及四川盆地深部储层，井深大多超过4500米，塔北、塔中过渡带深达7200-8500米，井温高达200℃以上，井底压力可达180MPa，且地层岩性复杂，含酸碱、含硫介质，目前国内钻井设备的抗高温能力在180℃以内，钻井设备抗180℃以上超高温技术长期被美国垄断。国产螺杆钻具由于马达定子内衬由橡胶材料制成，国产传统定子橡胶耐高温极限在160-180℃，钻具定子橡胶在高温高压复杂地层油气井中易老化、变形、腐蚀、脱落，成为超深油气层高温高压腐蚀油气井钻具质量提升的瓶颈。传统的钻具定子内衬在高温高压及具有腐蚀性的特殊介质井中易受侵蚀，常常从定子金属外壳内侧两端剥离脱落，发生卡钻事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具及加工工艺。
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具，包括：旁通阀总成、液压马达总成、万向轴总成和传动轴总成，所述旁通阀总成的下端与液压马达总成相连接，所述液压马达总成的下端与万向轴总成相连接，所述万向轴总成的下端与传动轴总成相连接，所述液压马达总成包括：马达定子金属外壳、马达转子和设置在马达定子金属外壳与马达转子之间的马达定子混合胶体衬套；在所述马达定子金属外壳的前端内部设置有前30°角环形卡紧槽，所述前30°角环形卡紧槽设置在距离前端80-100mm处，在所述前30°角环形卡紧槽上设置有前30°卡角，在所述马达定子金属外壳的后端内部设置有后30°角环形卡紧槽，所述后30°角环形卡紧槽设置在距离后端80-100mm处，在所述后30°角环形卡紧槽上设置有后30°卡角，所述前30°卡角和后30°卡角的角尖部分均朝向马达定子金属外壳的中部，马达定子混合胶体衬套的混合胶注入到马达定子金属外壳与马达转子模芯之间的腔室，部分合成胶会进入前30°角环形卡紧槽和后30°角环形卡紧槽中，使马达定子混合胶体衬套和马达定子金属外壳紧紧结合在一起；上述超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具的加工工艺，包括如下工艺步骤：
（1）、制作马达定子混合胶：
按照质量百分比：将20-30%的聚醚酰亚胺、5-10%聚芳基乙炔颗粒、6-10%聚苯并咪唑颗粒、4-10%的液晶聚合物、5-10%的芳酰胺纤维，粒径150μm，1-3%的异辛酸钴促进剂在混合机中高速搅拌0.5-1h，转速1500-2500 PPM/min，混合均匀后加入1-2.5%的过氧化环已酮固化剂，再搅拌0.5-1h，转速1200-1600 PPM/min，再添加1-2%聚二甲基硅氧烷助剂均匀混合，将混合物在180-210°下混熔塑炼，烧融呈流动状态后加入10-20%的氟硅胶、10-20%的补强填料硫酸钡、2-3%的对苯二酚、1-1.5%MT炭黑硫化剂、1.5-2%的BPP促进剂、1-2%的CaO稳定剂、1-2%的NBC防老剂和0.5-1%的聚合氯化铝凝聚剂进行混炼，混炼时间2-3h，进行硫化，硫化时间72h，硫化温度155-165℃，制成混合胶；
（2）、制作马达定子金属外壳，将马达定子金属外壳内壁以高压流体为动力，用石英砂为磨料进行喷砂清洗除锈，利用喷射磨料的冲击冲刷作用来清除零件表面的氧化及污垢，增强马达定子混合胶衬套与马达定子金属外壳的粘合附着力；
（3）、在马达定子金属外壳两端内部80-100mm处加工出30°角环形卡紧槽；
（4）、将步骤（1）中的得到的混合胶注入马达定子金属外壳与马达转子模芯之间的腔室，部分混合胶会进入30°角环形卡紧槽中，形成马达定子混合胶体衬套，制成马达定子；
（5）、用35CrMo作为基材制作螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件，对螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件的外表进行耐高温耐磨、耐腐蚀高速激光熔覆处理，使用高能激光熔覆装置，利用高能激光光束作为热源，将钴基自熔性合金粉Co42B，粒径5-10μm，和镍基合金粉末Ni-Cr，粒径5-10μm按照1:2的比例混合，用激光光束加热烧熔，转子、万向轴、传动轴、旁通阀等内部金属构件外表，温度700-800℃，时间5-10分钟，向金属部件表面进行90°垂直激光喷射混合的合金粉末，激光功率2000W，熔覆温度950-1050℃，扫描速度是8-10mm /s，合金粉末熔覆厚度4-6mm，结合强度500-600MPa，硬度450-470hv；
（6）、通过步骤（4）得到的马达定子和步骤（5）中得到的马达转子制作马达总成；同时制作传动轴总成、旁通阀总成和万向轴总成；
（7）、对步骤（6）中得到的旁通阀总成、万向轴总成、马达总成和传动轴总成进行组装，得到超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具。
本发明的优点是：本发明超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具及加工工艺，混合胶主要成分是聚醚酰亚胺，聚醚酰亚胺是一种高性能聚合物，密度为1.3-1.43g/cm³，热变形温度达200-210℃，拉伸强度≥210MPa，弯曲强度106-131MPa，断裂伸长率≥60%，加入其它高分子和纤维材料增强后具有极佳的耐高低温、耐磨砺、抗化学腐蚀性能且强度高、刚性好、韧性强、尺寸稳定、耐糯变性能更好。聚芳基乙炔交联度高，加热至100℃开始固化放热，行成苯环组成的网状结构，因而具有优异的耐高温和耐磨、抗化学腐蚀性能。另外聚苯并咪唑长期使用热变形温度430℃，压缩强度410MPa，拉伸强度165MPa，弯曲强度230MPa。具有超强的耐高温和耐腐蚀性能，特别耐酸耐碱耐油，同时可作高温结构胶粘剂，与聚芳基乙炔共混后可改善其韧性，（液晶聚合物密度1.3-1.7g/cm³，热胀系数低，连续使用温度可达200-300℃，具有极强的耐腐蚀性，遇90%的酸和50%的碱及全油基环境不受侵蚀，同时有自增强特性，易于挤出、注塑）。芳酰胺纤维是一种新兴合成纤维，具有超高强度和模量，强度是钢丝的5-6倍，韧性是钢的2倍，断裂强度高于尼龙，抗老化性能优异，连续使用温度可达240℃无变形。氟硅胶除了保持有机硅材料极强的耐热、耐寒特性，由于氟基因的引入，它又具有有机氟优异的耐酸耐油耐碱等化学介质特性。可在-60~350℃下长期安全使用，氟硅胶与高分子聚合物混炼，提高了高分子聚合物的弹性和韧性，高分子聚合物又改善了橡胶的刚性。硫酸钡补强填料的使用，既增强了几种树脂和氟硅胶的共溶性，又大大降低了合成料的成本。对苯二酚、MT炭黑硫化剂、BPP促进剂、CaO稳定剂及NBC防老剂的适量添加，可以使混炼更充分、均匀，增加了交联点和凝聚性，促进了硫化，使合成混合体更具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀性能。经试验，制作出来的马达定子混合胶体衬套在200-250℃井温环境下，扯断强度可达520-540Kg/cm²，扯断拉伸率可达500-580%，撕裂强度45-70KN/m，剥离强度30-40KN/m，扯断永久变形率＜9%，线性收缩率0.9-1.2%，长时间使用耐热温度可达200-250℃，热溶胀小，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀性能优势，可在超深油气井、超高温、强腐蚀环境安全使用，经试验，安全使用温度高达250℃。在马达定子金属外壳两端内部80-100mm处加工出30°角环形卡紧槽，可使马达定子混合胶体衬套牢牢植入马达定子金属外壳中，可有效防止因机械原因和其他物理和化学原因使马达定子混合胶体衬套从两端剥离造成事故。用35CrMo作为基材制作螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件，对螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件的外表进行耐高温耐磨、耐腐蚀高速激光熔覆处理，使用高能激光熔覆装置，利用高能激光光束作为热源，将钴基自熔性合金粉Co42B，粒径5-10μm，和镍基合金粉末Ni-Cr，粒径5-10μm按照1:2的比例混合，用激光光束加热烧熔，转子、万向轴、传动轴、旁通阀等内部金属构件外表，温度700-800℃，时间5-10分钟，向金属部件表面进行90°垂直激光喷射混合的合金粉末，激光功率2000W，熔覆温度950-1050℃，扫描速度是8-10mm /s，合金粉末熔覆厚度4-6mm，结合强度500-600MPa，硬度450-470hv。得到超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具，具有极强的耐热、耐压、耐磨、耐腐蚀性能。
附图说明
图1为本发明超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具的上半段结构示意图。
图2为本发明超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具的下半段结构示意图。
图3为图1中A部分的放大结构示意图。
图4为图1中B部分的放大结构示意图。
图中：1、旁通阀总成，2、液压马达总成，3、万向轴总成，4、传动轴总成，21、马达定子金属外壳，22、马达转子，23、马达定子混合胶衬套，211、30°角环形卡紧槽，2111、前30°卡角2111，212、后30°角环形卡紧槽，2121、后30°卡角。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
如图1、图2、图3、图4所示，超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具，包括：旁通阀总成1、液压马达总成2、万向轴总成3和传动轴总成4，所述旁通阀总成1的下端与液压马达总成2相连接，所述液压马达总成2的下端与万向轴总成3相连接，所述万向轴总成3的下端与传动轴总成4相连接，所述液压马达总成2包括：马达定子金属外壳21、马达转子22和设置在马达定子金属外壳21与马达转子22之间的马达定子混合胶体衬套23；在所述马达定子金属外壳21的前端内部设置有前30°角环形卡紧槽211，所述前30°角环形卡紧槽211设置在距离前端80-100mm处，在所述前30°角环形卡紧槽211上设置有前30°卡角2111，在所述马达定子金属外壳21的后端内部设置有后30°角环形卡紧槽212，所述后30°角环形卡紧槽212设置在距离后端80-100mm处，在所述后30°角环形卡紧槽212上设置有后30°卡角2121，所述前30°卡角2111和后30°卡角2121的角尖部分均朝向马达定子金属外壳的中部，马达定子混合胶体衬套23的混合胶注入到马达定子金属外壳21与马达转子模芯之间的腔室，部分合成胶会进入前30°角环形卡紧槽211和后30°角环形卡紧槽212中，使马达定子混合胶体衬套23和马达定子金属外壳21紧紧结合在一起；上述超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具的加工工艺，包括如下工艺步骤：
（1）、制作马达定子混合胶：
按照质量百分比：将20-30%的聚醚酰亚胺、5-10%聚芳基乙炔颗粒、6-10%聚苯并咪唑颗粒、4-10%的液晶聚合物、5-10%的芳酰胺纤维，粒径150μm，1-3%的异辛酸钴促进剂在混合机中高速搅拌0.5-1h，转速1500-2500 PPM/min，混合均匀后加入1-2.5%的过氧化环已酮固化剂，再搅拌0.5-1h，转速1200-1600 PPM/min，再添加1-2%聚二甲基硅氧烷助剂均匀混合，将混合物在180-210°下混熔塑炼，烧融呈流动状态后加入10-20%的氟硅胶、10-20%的补强填料硫酸钡、2-3%的对苯二酚、1-1.5%MT炭黑硫化剂、1.5-2%的BPP促进剂、1-2%的CaO稳定剂、1-2%的NBC防老剂和0.5-1%的聚合氯化铝凝聚剂进行混炼，混炼时间2-3h，进行硫化，硫化时间72h，硫化温度155-165℃，制成混合胶；
（2）、制作马达定子金属外壳，将马达定子金属外壳内壁以高压流体为动力，用石英砂为磨料进行喷砂清洗除锈；
（3）、在马达定子金属外壳两端内部80-100mm处加工出30°角环形卡紧槽；
（4）、将步骤（1）中的得到的混合胶注入马达定子金属外壳与马达转子模芯之间的腔室，部分混合胶会进入30°角环形卡紧槽中，形成马达定子混合胶体衬套，制成马达定子；
（5）、用35CrMo作为基材制作螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件，对螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件的外表进行耐高温耐磨、耐腐蚀高速激光熔覆处理，使用高能激光熔覆装置，利用高能激光光束作为热源，将钴基自熔性合金粉Co42B，粒径5-10μm，和镍基合金粉末Ni-Cr，粒径5-10μm按照1:2的比例混合，用激光光束加热烧熔，转子、万向轴、传动轴、旁通阀等内部金属构件外表，温度700-800℃，时间5-10分钟，向金属部件表面进行90°垂直激光喷射混合的合金粉末，激光功率2000W，熔覆温度950-1050℃，扫描速度是8-10mm /s，合金粉末熔覆厚度4-6mm，结合强度500-600MPa，硬度450-470hv；
（6）、通过步骤（4）得到的马达定子和步骤（5）中得到的马达转子制作马达总成；同时制作传动轴总成、旁通阀总成和万向轴总成；
（7）、对步骤（6）中得到的旁通阀总成、万向轴总成、马达总成和传动轴总成进行组装，得到超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具。
实施例1:
超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具的加工工艺，包括如下工艺步骤：
（1）、制作马达定子混合胶：
按照质量百分比：将20%的聚醚酰亚胺、10%聚芳基乙炔颗粒、10%聚苯并咪唑颗粒、10%的液晶聚合物、10%的芳酰胺纤维，粒径150μm，1%的异辛酸钴促进剂在混合机中高速搅拌0.5h，转速1500PPM/min，混合均匀后加入1%的过氧化环已酮固化剂，再搅拌0.5h，转速1200-1600 PPM/min，再添加1%聚二甲基硅氧烷助剂均匀混合，将混合物在180°下混熔塑炼，烧融呈流动状态后加入15%的氟硅胶、15%的补强填料硫酸钡、2%的对苯二酚、1%MT炭黑硫化剂、1.5%的BPP促进剂、1%的CaO稳定剂、1%的NBC防老剂和0.5%的聚合氯化铝凝聚剂进行混炼，混炼时间2h，进行硫化，硫化时间72h，硫化温度155℃，制成混合胶；
（2）、制作马达定子金属外壳，将马达定子金属外壳内壁以高压流体为动力，用石英砂为磨料进行喷砂清洗除锈；
（3）、在马达定子金属外壳两端内部80mm处加工出30°角环形卡紧槽；
（4）、将步骤（1）中的得到的混合胶注入马达定子金属外壳与马达转子模芯之间的腔室，部分混合胶会进入30°角环形卡紧槽中，形成马达定子混合胶体衬套，制成马达定子；
（5）、用35CrMo作为基材制作螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件，对螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件的外表进行耐高温耐磨、耐腐蚀高速激光熔覆处理，使用高能激光熔覆装置，利用高能激光光束作为热源，将钴基自熔性合金粉Co42B，粒径5-10μm，和镍基合金粉末Ni-Cr，粒径5-10μm按照1:2的比例混合，用激光光束加热烧熔，转子、万向轴、传动轴、旁通阀等内部金属构件外表，温度700℃，时间5分钟，向金属部件表面进行90°垂直激光喷射混合的合金粉末，激光功率2000W，熔覆温度950℃，扫描速度是8mm /s，合金粉末熔覆厚度4mm，结合强度500MPa，硬度450hv；
（6）、通过步骤（4）得到的马达定子和步骤（5）中得到的马达转子制作马达总成；同时制作传动轴总成、旁通阀总成和万向轴总成；
（7）、对步骤（6）中得到的旁通阀总成、万向轴总成、马达总成和传动轴总成进行组装，得到超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具。
实施例2:
超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具的加工工艺，包括如下工艺步骤：
（1）、制作马达定子混合胶：
按照质量百分比：将30%的聚醚酰亚胺、5%聚芳基乙炔颗粒、6%聚苯并咪唑颗粒、6%的液晶聚合物、5%的芳酰胺纤维，粒径150μm，3%的异辛酸钴促进剂在混合机中高速搅拌1h，转速2500 PPM/min，混合均匀后加入2.5%的过氧化环已酮固化剂，再搅拌1h，转速1600PPM/min，再添加2%聚二甲基硅氧烷助剂均匀混合，将混合物在210°下混熔塑炼，烧融呈流动状态后加入20%的氟硅胶、19%的补强填料硫酸钡、3%的对苯二酚、1.5%MT炭黑硫化剂、2%的BPP促进剂、2%的CaO稳定剂、2%的NBC防老剂和1%的聚合氯化铝凝聚剂进行混炼，混炼时间3h，进行硫化，硫化时间72h，硫化温度165℃，制成混合胶；
（2）、制作马达定子金属外壳，将马达定子金属外壳内壁以高压流体为动力，用石英砂为磨料进行喷砂清洗除锈；
（3）、在马达定子金属外壳两端内部100mm处加工出30°角环形卡紧槽；
（4）、将步骤（1）中的得到的混合胶注入马达定子金属外壳与马达转子模芯之间的腔室，部分混合胶会进入30°角环形卡紧槽中，形成马达定子混合胶体衬套，制成马达定子；
（5）、用35CrMo作为基材制作螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件，对螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件的外表进行耐高温耐磨、耐腐蚀高速激光熔覆处理，使用高能激光熔覆装置，利用高能激光光束作为热源，将钴基自熔性合金粉Co42B，粒径5-10μm，和镍基合金粉末Ni-Cr，粒径5-10μm按照1:2的比例混合，用激光光束加热烧熔，转子、万向轴、传动轴、旁通阀等内部金属构件外表，温度800℃，时间10分钟，向金属部件表面进行90°垂直激光喷射混合的合金粉末，激光功率2000W，熔覆温度1050℃，扫描速度是10mm /s，合金粉末熔覆厚度6mm，结合强度600MPa，硬度470hv；
（6）、通过步骤（4）得到的马达定子和步骤（5）中得到的马达转子制作马达总成；同时制作传动轴总成、旁通阀总成和万向轴总成；
（7）、对步骤（6）中得到的旁通阀总成、万向轴总成、马达总成和传动轴总成进行组装，得到超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具。
实施例3：
超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具的加工工艺，包括如下工艺步骤：
（1）、制作马达定子混合胶：
按照质量百分比：将25%的聚醚酰亚胺、7%聚芳基乙炔颗粒、7%聚苯并咪唑颗粒、7%的液晶聚合物、8%的芳酰胺纤维，粒径150μm，2%的异辛酸钴促进剂在混合机中高速搅拌1h，转速2000 PPM/min，混合均匀后加入2%的过氧化环已酮固化剂，再搅拌1h，转速1500 PPM/min，再添加2%聚二甲基硅氧烷助剂均匀混合，将混合物在200°下混熔塑炼，烧融呈流动状态后加入16%的氟硅胶、16%的补强填料硫酸钡、2%的对苯二酚、1%MT炭黑硫化剂、2%的BPP促进剂、2%的CaO稳定剂、2%的NBC防老剂和1%的聚合氯化铝凝聚剂进行混炼，混炼时间3h，进行硫化，硫化时间72h，硫化温度160℃，制成混合胶；
（2）、制作马达定子金属外壳，将马达定子金属外壳内壁以高压流体为动力，用石英砂为磨料进行喷砂清洗除锈；
（3）、在马达定子金属外壳两端内部90mm处加工出30°角环形卡紧槽；
（4）、将步骤（1）中的得到的混合胶注入马达定子金属外壳与马达转子模芯之间的腔室，部分混合胶会进入30°角环形卡紧槽中，形成马达定子混合胶体衬套，制成马达定子；
（5）、用35CrMo作为基材制作螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件，对螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件的外表进行耐高温耐磨、耐腐蚀高速激光熔覆处理，使用高能激光熔覆装置，利用高能激光光束作为热源，将钴基自熔性合金粉Co42B，粒径5-10μm，和镍基合金粉末Ni-Cr，粒径5-10μm按照1:2的比例混合，用激光光束加热烧熔，转子、万向轴、传动轴、旁通阀等内部金属构件外表，温度750℃，时间8分钟，向金属部件表面进行90°垂直激光喷射混合的合金粉末，激光功率2000W，熔覆温度1000℃，扫描速度是9mm /s，合金粉末熔覆厚度8mm，结合强度550MPa，硬度460hv；
（6）、通过步骤（4）得到的马达定子和步骤（5）中得到的马达转子制作马达总成；同时制作传动轴总成、旁通阀总成和万向轴总成；
（7）、对步骤（6）中得到的旁通阀总成、万向轴总成、马达总成和传动轴总成进行组装，得到超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具。
Claims (1)
1.超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具，包括：旁通阀总成（1）、液压马达总成（2）、万向轴总成（3）和传动轴总成（4），所述旁通阀总成（1）的下端与液压马达总成（2）相连接，所述液压马达总成（2）的下端与万向轴总成（3）相连接，所述万向轴总成（3）的下端与传动轴总成（4）相连接，其特征在于：所述液压马达总成（2）包括：马达定子金属外壳（21）、马达转子（22）和设置在马达定子金属外壳（21）与马达转子（22）之间的马达定子混合胶体衬套（23）；在所述马达定子金属外壳（21）的前端内部设置有前30°角环形卡紧槽（211），所述前30°角环形卡紧槽（211）设置在距离前端80-100mm处，在所述前30°角环形卡紧槽（211）上设置有前30°卡角（2111），在所述马达定子金属外壳（21）的后端内部设置有后30°角环形卡紧槽（212），所述后30°角环形卡紧槽（212）设置在距离后端80-100mm处，在所述后30°角环形卡紧槽（212）上设置有后30°卡角（2121），所述前30°卡角（2111）和后30°卡角（2121）的角尖部分均朝向马达定子金属外壳的中部，马达定子混合胶体衬套（23）的混合胶注入到马达定子金属外壳（21）与马达转子模芯之间的腔室，部分合成胶会进入前30°角环形卡紧槽（211）和后30°角环形卡紧槽（212）中，使马达定子混合胶体衬套（23）和马达定子金属外壳（21）紧紧结合在一起；上述超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具的加工工艺，包括如下工艺步骤：
（1）、制作马达定子混合胶：
按照质量百分比：将20-30%的聚醚酰亚胺、5-10%聚芳基乙炔颗粒、6-10%聚苯并咪唑颗粒、4-10%的液晶聚合物、5-10%的芳酰胺纤维，粒径150μm，1-3%的异辛酸钴促进剂在混合机中高速搅拌0.5-1h，转速1500-2500 PPM/min，混合均匀后加入1-2.5%的过氧化环已酮固化剂，再搅拌0.5-1h，转速1200-1600 PPM/min，再添加1-2%聚二甲基硅氧烷助剂均匀混合，将混合物在180-210°下混熔塑炼，烧融呈流动状态后加入10-20%的氟硅胶、10-20%的补强填料硫酸钡、2-3%的对苯二酚、1-1.5%MT炭黑硫化剂、1.5-2%的BPP促进剂、1-2%的CaO稳定剂、1-2%的NBC防老剂和0.5-1%的聚合氯化铝凝聚剂进行混炼，混炼时间2-3h，进行硫化，硫化时间72h，硫化温度155-165℃，制成混合胶；
（2）、制作马达定子金属外壳，将马达定子金属外壳内壁以高压流体为动力，用石英砂为磨料进行喷砂清洗除锈；
（3）、在马达定子金属外壳两端内部80-100mm处加工出30°角环形卡紧槽；
（4）、将步骤（1）中的得到的混合胶注入马达定子金属外壳与马达转子模芯之间的腔室，部分混合胶会进入30°角环形卡紧槽中，形成马达定子混合胶体衬套，制成马达定子；
（5）、用35CrMo作为基材制作螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件，对螺杆钻具的转子、万向轴、传动轴、旁通阀金属构件的外表进行耐高温耐磨、耐腐蚀高速激光熔覆处理，使用高能激光熔覆装置，利用高能激光光束作为热源，将钴基自熔性合金粉Co42B，粒径5-10μm，和镍基合金粉末Ni-Cr，粒径5-10μm按照1:2的比例混合，用激光光束加热烧熔，转子、万向轴、传动轴、旁通阀等内部金属构件外表，温度700-800℃，时间5-10分钟，向金属部件表面进行90°垂直激光喷射混合的合金粉末，激光功率2000W，熔覆温度950-1050℃，扫描速度是8-10mm /s，合金粉末熔覆厚度4-6mm，结合强度500-600MPa，硬度450-470hv；
（6）、通过步骤（4）得到的马达定子和步骤（5）中得到的马达转子制作马达总成；同时制作传动轴总成、旁通阀总成和万向轴总成；
（7）、对步骤（6）中得到的旁通阀总成、万向轴总成、马达总成和传动轴总成进行组装，得到超深油气层专用耐高温高压耐腐蚀螺杆钻具。
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| CN113818811A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-21 | 江苏华亚石油机械制造有限公司 | 油页岩原位开采耐磨耐侵蚀螺杆钻具及加工工艺 |
| CN113818811B (zh) * | 2021-10-18 | 2023-11-21 | 江苏华亚石油机械制造有限公司 | 油页岩原位开采耐磨耐侵蚀螺杆钻具及加工工艺 |
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