CN116201728B - 一种潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵及制造方法,其中潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵包括弹性复合定子,所述弹性复合定子的内部设置有弹性复合体,弹性复合体的中部设置有呈螺旋内曲面的定子型腔,定子型腔内配合安装有金属转子,金属转子的外表面设置有螺旋外曲面,定子型腔的内表面与金属转子的外表面通过螺旋曲面相啮合,定子型腔的内表面与金属转子的外表面之间为间隙配合;本发明整体结构简单,使用方便,抗磨性好,并且采用复合材料制备出弹性复合定子,使弹性复合定子受井液的影响小,弹性复合定子与金属转子之间为间隙配合,由金属转子的滑动旋转把井液举升到地上。

Description

一种潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵及制造方法
技术领域
本发明属于螺杆泵技术领域,具体的说,涉及一种潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵及制造方法。
背景技术
潜油螺杆泵在石油开采行业中应用广泛,传统的潜油螺杆泵的整体结构包括定子、转子、泵体外壳三部分组成,并且螺杆泵是依靠由螺杆和定子形成的密封腔的容积变化来吸入和排出油液的,螺杆泵的特点是流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠,而其突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感,可输送高粘度介质。
在现有技术中,潜油螺杆泵的定子和转子采用纯钢性体(硬质合金或金属)制备而成的,其定子和转子的配合处均为钢性接触;而该种潜油螺杆泵在井下作业时,遇到井液中的固体物(油砂)堵塞时,会被油液固体物(油砂)在硬碰硬的情况下发生卡死停机事故。
为解决上述技术问题,在现有技术中,有采用复合材料制成定子或转子,并且该类潜油螺杆泵的种类多种多样,如专利申请号为:CN200920099906.8,公开了一种螺杆泵定子包括定子钢管和定子橡胶,定子橡胶内带有骨架,骨架的一边与定子钢管内壁的形状相适应,且骨架通过该边与定子钢管固定在一起;骨架采用钢板或钢片,骨架与定子钢管固定在一起的边为直边或呈螺旋状,骨架的另一边与定子型线相齐或平行。
又如专利申请号为:CN02158850.3,公开了一种用聚合材料和陶瓷制造的螺杆泵及其制造方法,其定子衬套由聚合材料或陶瓷非弹性材料制成,转子表面的材料是金属、聚合材料或弹性材料;为制得该螺杆泵定子,先将注射成型的聚合材料衬套短节的外表涂粘结剂,再将各短节相互对准内型线,装于定子壳体并在两端限位;同理,先将反应烧结制得的各个陶瓷衬套短节互相对准内型线并装在加热后的定子壳体内,待定子壳体冷却收缩;为制得该螺杆泵转子,将铣成的转子表面脱脂后涂粘结剂并将其加热,再将熔融的弹性材料涂在转子表面,之后硫化定型。
上述该类现有的螺杆泵能够安装在油井内用于对油井内的原油进行开采,并且该类现有的螺杆泵,其转子或定子均为复合材料制成,并且转子与定子接触的部分均需要设置一层软橡胶弹性填充体,并且通过该软橡胶弹性填充体,能够使转子的外表面与定子的内表面之间实现过盈配合,通过转子转动挤压过盈软橡胶弹性填充体获得相互间的挤压力和相互间的密封性,并且通过转子的偏心旋转,把井液举升至地面上。
因定子和转子之间存在直接且较强的弹性挤压摩擦,并且井液固体物(油砂)的堵塞摩擦,极容易造成转子与定子接触部位的磨损,并且对该软橡胶弹性填充体磨损尤为严重,降低使用寿命,造成该螺杆泵的失效和报废。
软橡胶定子体会因下井深度变化,影响到定子与转子之间的压紧力和密封性,当压紧力增大时会造成大量无效做功;压紧力不足时会造成井液漏失,影响油井出液量或排液量。
并且石油井液成分构成复杂,在不同区域和不同油井内的井液成分相差很大,常有芳香烃、硫化氢、二氧化碳气体等各种对橡胶定子体危害的物质;橡胶定子体会因在油液中长时间浸泡发生溶胀,造成定子与转子间的扭矩增大、泵效下降或停机;另外,油液中的有害物极容易对橡胶定子体产生腐蚀,造成橡胶定子体的失效和报废。
因此,在采油机下井安装前必须进行专业的井液化验分析,然后确定螺杆泵定子橡胶体的制作配方,专项生产制造单个井的潜油螺杆泵橡胶定子体,制作周期长,工作效率低;并且一旦化验或选型不准确,就会造成定子损坏、缩短使用寿命和报废。
并且现有的软橡胶体定子因与转子间存在较强的弹性压紧力,转子的工作转速受限,其工作转速为100-400 r/min;并且传统的软橡胶定子螺杆泵采油深度在3000m以内;通常由于下井深度越深,地下自然温度越高(通常下井深度在2000-3000m的时候,井下温度在80-120℃之间),但在遇有特殊地质和高压蒸汽洗井时,井下温度可到达300℃以上,软橡胶定子不能在高温环境下工作,降低使用效果。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种整体结构简单,使用方便,抗磨性好,并且采用复合材料制备出弹性复合定子,使弹性复合定子受井液的影响小,弹性复合定子与金属转子之间为间隙配合,由金属转子的滑动旋转把井液举升到地上的潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵及制造方法。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵,包括弹性复合定子,所述弹性复合定子的内部设置有弹性复合体,弹性复合体的中部设置有呈螺旋内曲面的定子型腔,定子型腔内配合安装有金属转子,金属转子的外表面设置有螺旋外曲面,定子型腔的内表面与金属转子的外表面通过螺旋曲面相啮合,定子型腔的内表面与金属转子的外表面之间为间隙配合。
以下是本发明对上述技术方案的进一步优化:
定子型腔的内径尺寸大于金属转子的外径尺寸,所述定子型腔的内径与金属转子的外径之间的间隙量为0.05-0.15mm。
进一步优化:所述弹性复合定子包括等壁厚的金属外壳,弹性复合体包括同轴设置在金属外壳内部的弹性金属定子内套,定子型腔设置在弹性金属定子内套的中部。
进一步优化:所述弹性金属定子内套与金属外壳之间设置有夹层腔,夹层腔内硫化有软橡胶弹性填充体。
进一步优化:所述弹性金属定子内套采用60Si2Mn材料制成,所述弹性金属定子内套为等壁厚,且弹性金属定子内套的壁厚为0.8-1.2mm。
进一步优化:所述弹性金属定子内套的内表面和金属转子的外表面上分别设置有渗硼层,渗硼层的厚度为0.05-0.08mm。
进一步优化:所述金属外壳的两端分别设置有用于对夹层腔的两端进行密封的密封组件,密封组件包括密封端盖,密封端盖的中部开设有中心孔,密封端盖的外表面与金属外壳的内表面密封且固定连接;中心孔的内表面与弹性金属定子内套的外表面密封且固定连接。
进一步优化:所述金属转子包转子主体,转子主体的一端部一体连接有传动轴,传动轴的整体结构包括依次一体连接的连接段和花键轴段,连接段上开设有定位穿孔,定位穿孔为长条孔状。
进一步优化:所述转子主体远离传动轴的一端面与金属外壳远离传动轴的一端面之间设置有间隔距离,间隔距离的长度为20-50mm;位于该间隔距离处设置有预留出油腔。
本发明还公开了一种潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵的制造方法,该制作方法包括弹性金属定子内套制备步骤,具体包括:
A1、根据加工尺寸标准生产出弹性金属定子内套;
A2、渗硼处理:首先对弹性金属定子内套的内表面进行处理,去除氧化层,根据高温渗硼离子注入工艺对弹性金属定子内套的内表面进行渗硼作业并形成渗硼层,渗硼层的厚度为0.05-0.08mm;
A3、检测:对渗硼处理完成的弹性金属定子内套的各项加工尺寸进行检测,生产出合格的弹性金属定子内套。
以下是本发明对上述技术方案的进一步优化:
该制造方法还包括金属转子的制备及检验步骤,具体包括:
B1、根据加工尺寸标准生产出金属转子;
B2、渗硼处理:首先对金属转子的外表面进行处理,去除氧化层,根据高温渗硼离子注入工艺对金属转子的外表面进行渗硼作业并形成渗硼层,渗硼层的厚度为0.05-0.08mm;
B3、检测:对渗硼处理完成的金属转子的各项加工尺寸进行检测,生产出合格的金属转子;
B4、将制作好的弹性金属定子内套固定在固定工装上,然后应用选定的固定芯轴组装在弹性金属定子内套及固定工装上,在固定芯轴与弹性金属定子内套之间的上油腔体内填充钢砂,并对弹性金属定子内套的两端进行加压封装,将钢砂封装在弹性金属定子内套内。
进一步优化:该制造方法还包括组装步骤,具体包括:
C1、将安装有固定芯轴的弹性金属定子内套安装在金属外壳内,并保证弹性金属定子内套与金属外壳之间的同轴度;
C2、将密封端盖分别布设在金属外壳的两端位置处,而后采用激光焊接工艺对密封端盖和金属外壳与弹性金属定子内套的连接处进行密封焊接;
C3、通过金属外壳上预留的工艺孔向夹层腔内注入待硫化的橡胶原材料,注入完成后,将装配体放在硫化室内进行硫化橡胶定型;
C4、硫化完成后,将该装配体在硫化室内取出,并对金属外壳上的工艺孔进行封堵,而后对该装配体进行实施检验检测,制得弹性复合定子;
C5、将金属转子装配至弹性复合定子内制得潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵。
本发明采用上述技术方案,构思巧妙,结构合理,弹性复合定子的定子型腔内表面尺寸大于金属转子的外表面尺寸(间隙量为0.05-0.15mm),通过弹性复合定子与金属转子间的间隙配合,由金属转子的滑动旋转把井液举升到地上。
弹性复合定子的弹性复合体包括弹性金属定子内套和软橡胶弹性填充体,进而使该弹性复合定子具有双层弹性,金属转子与弹性复合定子之间存在弹性接触摩擦,运动磨损小,提高了潜油螺杆泵的使用寿命。
该潜油螺杆泵在使用过程中,当遇到井液中的固体物(油砂)堵塞时,可有效的通过挤压弹性金属定子内套和软橡胶弹性填充体,形成小量的弹性挤压变形,并且弹性金属定子内套受挤压力可发生相对的蠕动,进而能够通过该变形和蠕动使井液中的固体物(油砂)避让通过,在固体物(油砂)通过后,弹性金属定子内套和软橡胶弹性填充体在双层弹性作用下快速恢复原位,确保潜油螺杆泵的正常工作。
并且通过夹层腔能够对软橡胶弹性填充体进行封装,使软橡胶弹性填充体不与井液接触,无橡胶体浸泡膨胀和侵蚀问题,进而使该潜油螺杆泵具有广泛的适应性和通用性,下井前无需对单个油井的井液进行化验和专用定制软橡胶弹性填充体,生产成本低,抗腐蚀、抗溶胀,无强力挤压密封造成的无效扭矩,工作效率高,节能省电。
该潜油螺杆泵突破了软橡胶定子体最大下井深度不超过3000m的极限规定,可极大地提高下井深度和采油机扬程的2-3倍,极大地提高了潜油螺杆泵采油的应用空间和工作效率,并且该潜油螺杆泵的工作转速为500-800r/min,增大了排液量,极大地提高了采油工作效率。
该潜油螺杆泵的下井深度可达7000m以内,通常由于下井深度越深,地下自然温度越高(通常下井深度在2000-3000m的时候,井下温度在80-120℃之间),但在遇有特殊地质和高压蒸汽洗井时,井下温度可到达300℃以上,软橡胶定子不能在高温环境下工作,本发明中的弹性复合定子不受高温影响,可保持高温状态下的正常工作。
并且通过高温渗硼离子注入工艺对弹性金属定子内套的内表面和金属转子的外表面进行处理后形成渗硼层,渗硼层的厚度为0.05-0.08mm,能够有效的提高弹性金属定子内套的内表面和金属转子外表面的硬度(维氏硬度达到HV1300-2000),使弹性金属定子内套的内表面和金属转子外表面具有抗磨损、抗腐蚀的性能,可使潜油螺杆泵的使用寿命提高3倍以上。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例的总体结构剖视图;
图2为本发明实施例的总体结构的纵向视图;
图3为本发明实施例中弹性复合定子的结构示意图;
图4为本发明实施例中弹性金属定子内套的结构示意图;
图5为本发明实施例中金属转子的结构示意图;
图6为本发明实施例中密封端盖的结构示意图;
图7为本发明实施例中在使用时的示意图。
图中:1-弹性复合定子;11-金属外壳;12-软橡胶弹性填充体;13-弹性金属定子内套;14-夹层腔;15-出油腔;2-金属转子;21-转子主体;22-传动轴;221-连接段;222-花键轴段;23-定位穿孔;3-定子型腔;4-密封端盖;41-中心孔。
具体实施方式
如图1-7所示,一种潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵,包括弹性复合定子1,所述弹性复合定子1的内部设置有弹性复合体,所述弹性复合体的中部设置有呈螺旋内曲面的定子型腔3,所述定子型腔3内配合安装有金属转子2,所述金属转子2的外表面设置有螺旋外曲面,所述定子型腔3的内表面与金属转子2的外表面之间通过螺旋曲面相啮合,所述定子型腔3的内表面与金属转子2的外表面之间为间隙配合。
在本实施例中,所述定子型腔3的内径尺寸大于金属转子2的外径尺寸,所述定子型腔3的内径与金属转子2的外径之间的间隙量为0.05-0.15mm。
这样设计,可通过该定子型腔3的内表面与金属转子2的外表面之间的间隙,可使转子的外表面与定子型腔3内表面为间隙配合,进而为弹性复合定子1受力时发生的形变提供空间。
在使用时,该潜油螺杆泵下至油井内,并且金属转子2在定子型腔3内进行滑动旋转,通过金属转子2的外表面与定子型腔3的内表面之间配合,能够形成形成密闭腔,,并且在金属转子2的配合下是该密闭腔容积进行变化,进而首先将油井内的井液举升至地面上,实现采油。
所述金属转子2采用实心金属转子或空心金属转子。
所述弹性复合定子1包括等壁厚的金属外壳11,所述弹性复合体固定安装在金属外壳11的内壁上。
所述弹性复合体包括同轴设置在金属外壳11内部的弹性金属定子内套13,所述定子型腔3设置在弹性金属定子内套13的中部。
所述弹性金属定子内套13与金属外壳11之间设置有夹层腔14,所述夹层腔14内硫化有软橡胶弹性填充体12。
所述软橡胶弹性填充体12分别与金属外壳11的内表面和弹性金属定子内套13的外表面固定连接。
所述软橡胶弹性填充体12采用氟橡胶。
所述金属外壳11整体采用45钢材料制成,且金属外壳11为等壁厚。
所述弹性金属定子内套13采用弹性金属制成,在本实施例中,所述弹性金属定子内套13的制造材料采用:60Si2Mn。
所述弹性金属定子内套13为等壁厚,且弹性金属定子内套13的壁厚为0.8-1.2mm。
在本实施例中,所述弹性金属定子内套13的壁厚优选为1mm。
这样设计,所述弹性复合定子1内部的弹性复合体采用弹性金属定子内套13与软橡胶弹性填充体12复合而成,并且定子型腔3的内表面与金属转子2的外表面为间隙配合(间隙量0.05-0.15mm),形成金属转子2在定子型腔3内滑动旋转。
由于弹性复合定子1内设置有弹性金属定子内套13与软橡胶弹性填充体12,使该弹性复合定子1具有双层弹性,金属转子2与弹性复合定子1之间存在弹性接触摩擦,运动磨损小,提高了该潜油螺杆泵的使用寿命。
所述弹性复合定子1既不同于软橡胶定子与金属转子间的直接强力挤压摩擦,也不同于纯钢性定子(硬质合金或金属)与金属转子的间隙配套形成的刚性摩擦滑动旋转。
该潜油螺杆泵在使用过程中,当遇到井液中的固体物(油砂)堵塞时,可有效的通过挤压弹性金属定子内套13和软橡胶弹性填充体12,形成小量的弹性挤压变形,并且通过该变形能够使井液中的固体物(油砂)避让通过,在固体物(油砂)通过后,弹性金属定子内套13和软橡胶弹性填充体12在双层弹性作用下快速恢复原位,确保潜油螺杆泵的正常工作。
并且软橡胶弹性填充体12具有弹性,通过该弹性能够支撑弹性金属定子内套13进行蠕动。
当遇到井液中的固体物(油砂)堵塞时,所述金属转子2旋转可将该作用力通过固体物传递至弹性金属定子内套13上,此时弹性金属定子内套13发生弹性形变,实现避让该固体物。
并且该作用力作用至弹性金属定子内套13上时,该弹性金属定子内套13受挤压力可发生相对的蠕动,并且软橡胶弹性填充体12具有弹性,此时软橡胶弹性填充体12受到压缩力,用于支撑弹性金属定子内套13进行蠕动,实现避让该固体物。
并且当该挤压力消失时,所述软橡胶弹性填充体12能够通过弹力带动弹性金属定子内套13恢复原位。
所述金属外壳11的两端分别设置有用于对夹层腔14的两端进行密封的密封组件,进而实现将软橡胶弹性填充体12密封在夹层腔14内,避免油井内的井液直接接触软橡胶弹性填充体12。
所述密封组件包括密封端盖4,所述密封端盖4的外表面直径与金属外壳11的内表面直径相匹配。
所述密封端盖4的中部开设有中心孔41,所述中心孔41的内表面形状与弹性金属定子内套13的横截面形状相匹配。
所述密封端盖4为两个且两个密封端盖4分别设置在金属外壳11的两端位置处。
所述密封端盖4的外表面与金属外壳11的内表面密封且固定连接,所述密封端盖4上中心孔41的内表面与弹性金属定子内套13的外表面密封且固定连接。
在本实施例中,所述密封端盖4采用激光焊接工艺与金属外壳11和弹性金属定子内套13进行密封且固定连接。
这样设计,可通过该两个密封端盖4能够对金属外壳11内夹层腔14的两端进行密封,使夹层腔14内形成密闭空腔。
进而能够将软橡胶弹性填充体12封装在夹层腔14内,避免油井内的井液直接接触软橡胶弹性填充体12。
由此可见,通过密封的夹层腔14,能够将软橡胶弹性填充体12封装在金属外壳11与弹性金属定子内套13之间的夹层腔14内,通过软橡胶弹性填充体12能够用于支撑弹性金属定子内套13。
并且软橡胶弹性填充体12不与井液接触,无橡胶体浸泡膨胀和侵蚀问题,进而使该潜油螺杆泵具有广泛的适应性和通用性,下井前无需对单个油井的井液进行化验和专用定制软橡胶弹性填充体12,生产成本低,抗腐蚀、抗溶胀,无强力挤压密封造成的无效扭矩,工作效率高,节能省电。
并且弹性金属定子内套13的内表面与金属转子2的外表面为间隙配合,进而弹性金属定子内套13与金属转子2之间无强力挤压密封造成的无效扭矩,使该潜油螺杆泵不受下井深度变化影响,突破了软橡胶定子体最大下井深度不超过3000m的极限规定,可极大地提高下井深度和采油机扬程的2-3倍,极大地提高了潜油螺杆泵采油的应用空间和工作效率。
该潜油螺杆泵的弹性复合定子1与金属转子2之间无软橡胶体的弹性压紧力摩擦,不受软橡胶定子低转速的限制,可在较高转速下正常运行工作,该潜油螺杆泵的工作转速为500-800r/min,增大了排液量,极大地提高了采油工作效率。
在本实施例中,所述弹性复合定子1的软橡胶弹性填充体12和弹性金属定子内套13具有很好的弹性,可有效减轻和缓冲因螺杆泵偏心距和各种配合误差带来的强力磨损,可有效提高螺杆泵的工作寿命。
在本实施例中,该潜油螺杆泵的下井深度可达7000m以内,通常由于下井深度越深,地下自然温度越高(通常下井深度在2000-3000m的时候,井下温度在80-120℃之间),但在遇有特殊地质和高压蒸汽洗井时,井下温度可到达300℃以上,软橡胶定子不能在高温环境下工作,本发明中的弹性复合定子1不受高温影响,可保持高温状态下的正常工作。
所述弹性金属定子内套13的内表面和金属转子2的外表面上分别设置有渗硼层,所述渗硼层的厚度为0.05-0.08mm。
在本实施例中,所述渗硼层是采用高温渗硼离子注入工艺处理得到的,具体处理过程为:对弹性金属定子内套13的内表面和金属转子2的外表面进行高温渗硼离子注入工艺,所述高温渗硼离子注入工艺的温度为900-1000℃;所述渗硼层的厚度为0.05-0.08mm。
所述弹性金属定子内套13的内表面和金属转子2的外表面上布设有渗硼层后,所述弹性金属定子内套13的内表面和金属转子2的外表面的维氏硬度达到HV1300-2000。
这样设计,可通过高温渗硼离子注入工艺对弹性金属定子内套13的内表面和金属转子2的外表面进行处理后,能够提高弹性金属定子内套13内表面和金属转子2外表面的硬度,使弹性金属定子内套13内表面和金属转子2外表面具有抗磨损、抗腐蚀的性能,可使潜油螺杆泵的使用寿命提高3倍以上。
所述金属转子2包转子主体21,所述转子主体21的一端部一体连接有传动轴22,所述传动轴22与外设驱动组件传动连接。
所述传动轴22的整体结构包括连接段221和花键轴段222,所述连接段221和花键轴段222依次一体连接。
所述连接段221远离花键轴段222的一端与转子主体21一体连接,所述花键轴段222上开设有外花键,所述花键轴段222通过花键配合的方式与外设驱动组件传动连接。
所述传动轴22的连接段221上开设有定位穿孔23,所述定位穿孔23为长条孔状,所述定位穿孔23的两端分别贯穿连接段221的外表面。
所述定位穿孔23内可安装定位销,所述定位销的两端分别固定安装在外设驱动组件的动力输出轴上。
在本实施例中,所述定位穿孔23的宽度与定位销的外表面直径相匹配,所述定位穿孔23的整体长度为定位销的外表面直径加5mm。
这样设计,所述定位销在定位穿孔23内具有5mm的移动距离,即金属转子2能够向靠近或远离弹性复合定子1的方向旋转移动5mm。
这样设计,在使用时,当潜油螺杆泵在进行提升井液时,所述金属转子2整体进行正转,提升的井液会对金属转子2施力,此时金属转子2受到的力主要为向下的轴向力,进而使金属转子2具有向下移动的趋势。
此时定位穿孔23内的定位销与定位穿孔23靠近转子主体21的一侧内表面顶接,进而用于对金属转子2的下移位置进行定位。
当需要使该潜油螺杆泵进行泄油作业时,所述金属转子2整体进行反转,此时金属转子2驱动井液下移并通过潜油螺杆泵上的吸油口排出井液进入油井内,并且金属转子2在定子型腔3内表面的配合下能够向靠近弹性复合定子1的方向旋转移动5mm;此时能够方便的进行泄油、泄沙作业。
所述转子主体21远离传动轴22的一端面与金属外壳11远离传动轴22的一端面之间设置有间隔距离,所述间隔距离的长度为20-50mm。
所述转子主体21与金属外壳11远离传动轴22的一端面之间且位于该间隔距离处设置有预留出油腔15。
这样设计,可通过该出油腔15能够方便排出该潜油螺杆泵输出的井液,并且通过该出油腔15能够方便的配出井液内的固体物(油砂),避免堵塞的情况发生,提高使用效果。
所述金属外壳11的外表面上开设有多个工艺孔(图中未示出),所述多个工艺孔为间隔布设。
如图1-7所示,本发明还提供一种潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵的制造方法,该制造方法用于制备上述潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵,具体包括弹性金属定子内套制备步骤,按如下步骤进行:
A1、制备弹性金属定子内套:根据加工尺寸标准采用高精度柔性旋压轧机旋压冷轧出规定尺寸的弹性金属定子内套13。
在本实施例外,也可以采用冲压或机械加工的方式进行制备规定尺寸的弹性金属定子内套13。
A2、渗硼处理:首先对弹性金属定子内套13的内表面进行处理,去除内表面上的氧化层,而后根据高温渗硼离子注入工艺对弹性金属定子内套13的内表面进行渗硼作业,使弹性金属定子内套13的内表面上形成渗硼层,所述渗硼层的厚度为0.05-0.08mm。
所述步骤A2中,所述高温渗硼离子注入工艺为现有技术,需要特别说明的是,高温渗硼离子注入工艺的温度为900-1000℃。
A3、检测:根据加工尺寸标准对渗硼处理完成的弹性金属定子内套13的各项加工尺寸进行检测,如有偏差对偏差处进行校正,生产出合格的弹性金属定子内套13。
该制造方法还包括金属转子的制备及检验步骤,具体包括:
B1、根据加工尺寸标准采用机床进行加工金属转子2,所述金属转子2一体化成型。
B2、渗硼处理:首先对金属转子2的外表面进行处理,去除外表面上的氧化层,而后根据高温渗硼离子注入工艺对金属转子2的外表面进行渗硼作业,使金属转子2的外表面上形成渗硼层,所述渗硼层的厚度为0.05-0.08mm。
所述步骤B2中,所述高温渗硼离子注入工艺为现有技术,需要特别说明的是,高温渗硼离子注入工艺的温度为900-1000℃。
B3、检测:根据加工尺寸标准对渗硼处理完成的金属转子2的各项加工尺寸进行检测,如有偏差对偏差处进行修整、校正,生产出合格的金属转子2。
B4、将制作好的弹性金属定子内套13固定在固定工装上,然后应用选定的固定芯轴组装在弹性金属定子内套13及固定工装上,此时固定芯轴安装在弹性金属定子内套13的内部,并且在固定芯轴与弹性金属定子内套13之间的上油腔体内填充钢砂,而后对弹性金属定子内套13的两端进行加压封装,用于将钢砂封装在弹性金属定子内套13内。
在本实施例中,固定芯轴的整体结构与金属转子的外表面尺寸相匹配,将固定芯轴装配至弹性金属定子内套13内后,能够对弹性金属定子内套13的内表面进行支撑。
并且在固定芯轴与弹性金属定子内套13之间的上油腔体内填充钢砂后,能够通过钢砂进一步对弹性金属定子内套13的内表面进行支撑,提高使用效果。
通过对弹性金属定子内套13的两端进行加压封装,能够将钢砂封装在弹性金属定子内套13内,方便使用,并且加压封装为现有技术,可采用密封塞进行封装。
该制造方法还包括组装步骤,具体包括:
C1、将安装有固定芯轴的弹性金属定子内套13安装在金属外壳11内,并保证弹性金属定子内套13与金属外壳11之间的位置度和同轴度。
C2、将密封端盖4分别布设在金属外壳11的两端位置处,而后采用激光焊接工艺对密封端盖4的外表面与金属外壳11内表面的连接处进行密封焊接,采用激光焊接工艺对密封端盖4上中心孔41的内表面与弹性金属定子内套13外表面的连接处进行密封焊接。
此时通过该密封端盖4能够对夹层腔14的两端进行封装,方便使用,并且能够将弹性金属定子内套13固定安装在金属外壳11内。
C3、通过金属外壳11上预留的工艺孔向夹层腔14内注入待硫化的橡胶原材料,注入完成后,将装配体放在硫化室内进行硫化橡胶定型。
C4、硫化完成后,将该装配体在硫化室内取出,并对金属外壳11上的工艺孔进行封堵,而后对该装配体进行实施检验检测,制得弹性复合定子1。
C5、将金属转子2装配至弹性复合定子1内制得潜油螺杆泵。
对于本领域的普通技术人员而言,根据本发明的教导,在不脱离本发明的原理与精神的情况下,对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵的制造方法,其特征在于:潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵,包括弹性复合定子(1),所述弹性复合定子(1)的内部设置有弹性复合体,弹性复合体的中部设置有呈螺旋内曲面的定子型腔(3),定子型腔(3)内配合安装有金属转子(2),金属转子(2)的外表面设置有螺旋外曲面,定子型腔(3)的内表面与金属转子(2)的外表面通过螺旋曲面相啮合,定子型腔(3)的内表面与金属转子(2)的外表面之间为间隙配合;
定子型腔(3)的内径尺寸大于金属转子(2)的外径尺寸,所述定子型腔(3)的内径与金属转子(2)的外径之间的间隙量为0.05-0.15mm;
所述弹性复合定子(1)包括等壁厚的金属外壳(11),弹性复合体包括同轴设置在金属外壳(11)内部的弹性金属定子内套(13),定子型腔(3)设置在弹性金属定子内套(13)的中部;
所述弹性金属定子内套(13)与金属外壳(11)之间设置有夹层腔(14),夹层腔(14)内硫化有软橡胶弹性填充体(12);
所述弹性金属定子内套(13)采用60Si2Mn材料制成,所述弹性金属定子内套(13)为等壁厚,且弹性金属定子内套(13)的壁厚为0.8-1.2mm;
所述弹性金属定子内套(13)的内表面和金属转子(2)的外表面上分别设置有渗硼层,渗硼层的厚度为0.05-0.08mm;
所述金属外壳(11)的两端分别设置有用于对夹层腔(14)的两端进行密封的密封组件,密封组件包括密封端盖(4),密封端盖(4)的中部开设有中心孔(41),密封端盖(4)的外表面与金属外壳(11)的内表面密封且固定连接;中心孔(41)的内表面与弹性金属定子内套(13)的外表面密封且固定连接;
所述金属转子(2)包转子主体(21),转子主体(21)的一端部一体连接有传动轴(22),传动轴(22)的整体结构包括依次一体连接的连接段(221)和花键轴段(222),连接段(221)上开设有定位穿孔(23),定位穿孔(23)为长条孔状;所述定位穿孔(23)的两端分别贯穿连接段(221)的外表面;定位穿孔(23)内安装定位销;
所述转子主体(21)远离传动轴(22)的一端面与金属外壳(11)远离传动轴(22)的一端面之间设置有间隔距离,间隔距离的长度为20-50mm;位于该间隔距离处设置有预留出油腔(15);
该制造方法包括弹性金属定子内套制备步骤,具体包括:
A1、根据加工尺寸标准生产出弹性金属定子内套(13);
A2、渗硼处理:首先对弹性金属定子内套(13)的内表面进行处理,去除氧化层,根据高温渗硼离子注入工艺对弹性金属定子内套(13)的内表面进行渗硼作业并形成渗硼层,渗硼层的厚度为0.05-0.08mm;
A3、检测:对渗硼处理完成的弹性金属定子内套(13)的各项加工尺寸进行检测,生产出合格的弹性金属定子内套(13);
该制造方法还包括金属转子的制备及检验步骤,具体包括:
B1、根据加工尺寸标准生产出金属转子(2);
B2、渗硼处理:首先对金属转子(2)的外表面进行处理,去除氧化层,根据高温渗硼离子注入工艺对金属转子(2)的外表面进行渗硼作业并形成渗硼层,渗硼层的厚度为0.05-0.08mm;
B3、检测:对渗硼处理完成的金属转子(2)的各项加工尺寸进行检测,生产出合格的金属转子(2);
B4、将制作好的弹性金属定子内套(13)固定在固定工装上,然后应用选定的固定芯轴组装在弹性金属定子内套(13)及固定工装上,在固定芯轴与弹性金属定子内套(13)之间的上油腔体内填充钢砂,并对弹性金属定子内套(13)的两端进行加压封装,将钢砂封装在弹性金属定子内套(13)内;
该制造方法还包括组装步骤,具体包括:
C1、将安装有固定芯轴的弹性金属定子内套(13)安装在金属外壳(11)内,并保证弹性金属定子内套(13)与金属外壳(11)之间的同轴度;
C2、将密封端盖(4)分别布设在金属外壳(11)的两端位置处,而后采用激光焊接工艺对密封端盖(4)和金属外壳(11)与弹性金属定子内套(13)的连接处进行密封焊接;
C3、通过金属外壳(11)上预留的工艺孔向夹层腔(14)内注入待硫化的橡胶原材料,注入完成后,将装配体放在硫化室内进行硫化橡胶定型;
C4、硫化完成后,将该装配体在硫化室内取出,并对金属外壳(11)上的工艺孔进行封堵,而后对该装配体进行实施检验检测,制得弹性复合定子(1);
C5、将金属转子(2)装配至弹性复合定子(1)内制得潜油螺杆泵采油机的专用螺杆泵。
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