全金属螺杆钻具定子精密电解加工成形阴极设计

为缩短全金属螺杆钻具定子电解加工阴极设计周期同时提高成形精度,提出了一种粒子群优化BP神经网络的精密成形阴极设计方法,建立了全金属螺杆钻具定子电解加工精密成形阴极设计模型,完成了多弧面成形阴极设计。采用自主研制的大型卧式电解加工设备,在选定参数下实现了材料为38CrMoAlA的4 m长金属螺杆钻具定子的稳定加工,轮廓成形精度为±0.03 mm,表面粗糙度达Ra0.848μm。

大扭矩螺杆钻具定子用橡胶材料的研究

从生胶、硫化体系、补强体系和特种功能助剂等着手,通过拉伸性能表征和耐磨性能、弹性模量及门尼粘度等实验比对,制备了大扭矩螺杆钻具用橡胶材料。结果表明,所获橡胶材料Shore A硬度为88,弹性模量在19 MPa以上,比常规产品提高1倍,而且加工性能优良,综合性能佳;通过对成品样机进行台架试验,表明采用该橡胶的螺杆钻具整机效率可提高20%,满足大扭矩螺杆钻具目标要求。

多头等壁厚橡胶螺杆钻具定子有限元分析

利用三维设计软件,建立了常规螺杆钻具定子和等壁厚橡胶螺杆钻具定子的二维平面模型,在有限元分析软件环境下,进一步建立定子的有限元分析模型,并分析了定子橡胶衬套内表面在均匀压力作用下的应力、应变和位移的分布规律。结果表明,在相同压力下,等壁厚衬套比常规衬套有更好的抗形变能力;在相同的过盈量下,等壁厚衬套有更好的密封能力;在同等扭矩下,等壁厚定子的长度可以缩短,等壁厚橡胶衬套内表面相对位移变化小,使转子与定子间产生均匀的过盈,从而提高了螺杆钻具的工作性能。

一步法注射螺杆钻具橡胶定子胶料的研制

本文叙述了油田用一步法注射螺杆钻具定子胶料的配方设计。通过对硫化体系及炭黑用量的对比性实验,优选出了既能满足工艺需求又达到了产品性能要求的配方,使产品合格率达到100%。

螺杆钻具定子衬套收缩变形数值仿真方法

针对螺杆定子衬套热成型加工中冷却过程引起的橡胶衬套收缩问题进行研究,分析了影响衬套截面收缩变形的关键因素。在传统的线性收缩模型和自由收缩模型理论的基础上,提出了一种新的定子衬套收缩变形数值仿真方法,建立了能够准确模拟橡胶衬套收缩变形的仿真模型。采用三坐标测量仪获得的实例测量数据对建立的数值模型进行验证,并与传统收缩模型的计算结果进行误差对比分析。结果表明:建立的定子衬套收缩变形仿真模型计算得到的衬套廓线与实测廓线吻合情况较好,其误差大幅降低,具有良好的应用效果。

内螺旋曲面切削加工方法

传统结构的螺杆钻具定子采用内表面为螺旋曲面、并在定子内表面上覆有一层外表面为螺旋面而内表面为圆柱面的不等壁厚橡胶套,该结构在实际工作过程中产生了诸多的不足。文中介绍了新型等壁厚金属定子的形成原理及其优越性,分析了定子与转子的啮合过程及其运动轨迹,阐述了包络加工多头螺旋曲线的原理,并且提出了一种切削加工金属定子的新方案,为确定相应机床结构设计提供了理论基础。