拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，包括定子和转子，定子与转子的中心轴线共线；定子包括定子本体、定子叶片和定子叶冠，转子包括转子本体、转子叶片和转子叶冠，定子叶冠的内壁与转子本体外壁同轴套装，若干个定子叶片沿周向倾斜设置于定子叶冠外壁与定子本体内壁之间；若干个转子叶片沿周向倾斜设置于转子本体外壁与转子叶冠内壁之间，且定子叶片与转子叶片的倾斜方向相同。本实用新型专利技术能够降低涡轮钻具转速，使涡轮钻具工作转速区域变窄，提高了涡轮钻具的过载能力。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件
本技术涉及石油、天然气、煤层气、页岩气开采等领域的钻探或地质、铁路、电 力、通讯等领域的钻进用井下涡轮钻具，尤其是一种拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件， 属于机械制造
。
技术介绍
涡轮钻具是工业应用最早的一种井下液动马达，其作用是将工作液的液体压力能 量转变为机械能量，驱动钻头转动以破碎井底岩石。涡轮钻具是石油矿场常用的一种井下 动力钻具。由于由现有多级涡轮定转子组合件构成的涡轮钻具转速过高，钻头轴承或牙齿 磨损过快，一趟钻的进尺和纯钻时间比转盘钻井低很多。 鉴于上述现有涡轮钻井技术存在的缺点，本技术设计人基于长期从事相关科研及 现场试验，对现有技术积极加以改进和创新，以期实现一种压降低、空转转速和工作转速 低、工作扭矩适中的拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种制动扭矩大、水力损失小的拉伸楔子形叶片制动级 定转子组合件。 为达到上述目的，本技术提出一种拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，包 括同轴套装的定子和转子，所述定子与所述转子的中心轴线共线；所述定子包括同轴设置 的圆筒状定子本体、若干个定子叶片和圆环状定子叶冠，所述转子包括同轴设置的圆筒状 转子本体、若干个转子叶片和圆环状转子叶冠，所述定子叶冠的内壁与所述转子本体外壁 同轴套装，若干个所述定子叶片沿周向倾斜设置于所述定子叶冠外壁与所述定子本体内壁 之间；若干个所述转子叶片沿周向倾斜设置于所述转子本体外壁与所述转子叶冠内壁之 间。 如上所述拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，其中，所述定子叶片中心线和转 子叶片中心线在等径圆柱面上的展开线均为直线，该直线与通过定子和转子的等值子午面 形成倾斜角；所述定子叶片的倾斜角与所述转子叶片的倾斜角倾斜方向相同；在同一等径 圆柱面上，所述定子叶片的倾斜角与所述转子叶片的倾斜角大小相等。 如上所述拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，其中，所述定子叶片的轮廓线包 括定子叶顶、定子叶底、定子叶片压力面和定子叶片吸力面，所述转子叶片的外轮廓线包括 转子叶顶、转子叶底、转子叶片压力面和转子叶片吸力面，所述定子叶片和转子叶片的拉伸 截面各有一个，所述定子叶片的拉伸截面为所述定子叶底或定子叶顶与其等径圆柱面的截 面；所述转子叶片的拉伸截面为所述转子叶底或转子叶顶与其等径圆柱面的截面。 如上所述拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，其中，所述定子叶片和转子叶片 的拉伸引导线各有一条，所述定子叶片的拉伸引导线为沿所述定子本体的径向垂直于所述 定子叶片的后缘中点的直线；所述转子叶片的拉伸引导线为沿所述转子本体的径向垂直于 所述转子叶片的前缘中点的直线。 如上所述拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，其中，各所述定子叶片或各所述 转子叶片的周向厚度沿各自径向大小相等。 如上所述拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，其中，各所述定子叶片或各转子 叶片的轴向高度沿各自径向大小相等。 如上所述拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，其中，所述定子叶片后缘的拉伸 引导线指向所述定子本体的半径方向；所述转子叶片前缘的拉伸引导线指向所述转子本体 的半径方向。 本技术的定子叶片及转子叶片的叶型均为拉伸形成，叶片前缘薄、叶片后缘 厚，即定子叶片为由在定子叶底等径圆柱面上的叶片三维设计曲面沿后缘中点叶片曲面径 向垂线拉伸到叶顶等径圆柱面形成，或定子叶片为由在定子叶顶等径圆柱面上的叶片三维 设计曲面沿后缘中点叶片曲面径向垂线拉伸到叶底等径圆柱面形成；转子叶片为由在转子 叶底等径圆柱面上的叶片三维设计曲面沿前缘中点叶片曲面径向垂线拉伸到叶顶等径圆 柱面形成，或转子叶片为由在转子叶顶等径圆柱面上的叶片三维设计曲面沿前缘中点叶片 曲面径向垂线拉伸到叶底等径圆柱面形成。每一叶片形似一楔子。所述定子叶片和转子 叶片的拉伸截面各有一个，分别是在定子叶底或叶顶等径圆柱面上的叶片三维设计曲面、 在转子叶底或叶顶等径圆柱面上的叶片三维设计曲面；所述定子叶片和转子叶片的拉伸引 导线也各有一条，分别是经过定子叶片后缘中点的叶片曲面径向垂线、经过转子叶片前缘 中点的叶片曲面径向垂线。所述定子叶片或转子叶片的周向厚度沿拉伸引导线不变、轴向 高度沿径向相等。所述定子叶片中心线或转子叶片中心线在等径圆柱面上的展开线均为 直线，该直线与等值子午面形成倾斜角（又称安装角）；与定子、转子同中心轴线的等径圆 柱面上的定子叶片倾斜角与转子叶片倾斜角，方向相同，大小相等，且沿径向相等。所述定 子叶片后缘拉伸引导线、转子叶片前缘拉伸引导线均指向半径方向。所述定子或转子叶片 压力面和吸力面与等I值（I值是涡轮制动级定转子叶片前缘与后缘之间任一与定子或转 子轴线垂直的平面与前缘和后缘的相对位置；当该平面与前缘最高点处于相同位置时I = 〇.〇,当该平面与后缘最高点处于相同位置时I = 1.0)子午面的两条相贯直线与定子或转 子半径方向平行。 所述定子叶片和转子叶片的拉伸引导线除前述经过定子叶片后缘中点的叶片曲 面径向垂线、经过转子叶片前缘中点的叶片曲面径向垂线外各有另一条：它们分别是是经 过定子叶片后缘上除后缘中点外的其它任何一点的叶片曲面径向垂线、经过转子叶片前缘 上除前缘中点外的其它任何一点的叶片曲面径向垂线。 本技术具有以下特点和优点： 本技术拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件结构简单、制动扭矩大、水力损 失小，一定数量拉伸水力制动级定转子与一定数量涡轮定转子组合装配在一起可以显著降 低涡轮钻具空转转速及工作转速，提高涡轮钻具的工作时间、过载能力、在低转速下工作的 稳定性和涡轮钻井进尺。 【附图说明】 在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本技术公开的 范围。另外，图中各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本技术的理 解，并不是具体限定本技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新 型的导下，可以根据具体情况选择各种可能的状和比例尺寸来实施本技术。 图1为本技术拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件实施例一剖面结构示意 图； 图2为本技术实施例的定子剖面结构示意图； 图3为本技术实施例的定子立体结构示意图； 图4为本技术实施例的定子叶片沿叶顶等径圆柱面展开示意图； 图5为本技术实施例的定子沿I = 0. 5的等值子午面剖切示意图； 图6为本技术实施例的转子剖面结构示意图； 图7为本技术实施例的转子立体结构示意图； 图8为本技术实施例的转子叶片沿叶顶等径圆柱面展开示意图； 图9为本技术实施例的转子沿I = 0. 5的等值子午面剖切示意图； 图10为本技术拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件实施例的立体局部剖切 结构示意图。 附图标记说明： 1-转子；101-转子本体；102-转子叶片；103-转子叶冠；104-凸台；105-转子 叶片吸力面；106-转子叶片压力面；107-转子叶顶；108-转子叶底；109-转子叶片前缘； 110-转子叶片后缘。 2-定子；201-定子本体；202本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，包括同轴套装的定子和转子，所述定子与所述转子的中心轴线共线；所述定子包括同轴设置的圆筒状定子本体、若干个定子叶片和圆环状定子叶冠，所述转子包括同轴设置的圆筒状转子本体、若干个转子叶片和圆环状转子叶冠，所述定子叶冠的内壁与所述转子本体外壁同轴套装，其特征在于：若干个所述定子叶片沿周向倾斜设置于所述定子叶冠外壁与所述定子本体内壁之间，若干个所述转子叶片沿周向倾斜设置于所述转子本体外壁与所述转子叶冠内壁之间；所述定子叶片中心线和转子叶片中心线在等径圆柱面上的展开线均为直线，该直线与通过定子和转子的等值子午面形成倾斜角；所述定子叶片的倾斜角与所述转子叶片的倾斜角倾斜方向相同； 在同一等径圆柱面上，所述定子叶片的倾斜角与所述转子叶片的倾斜角大小相等； 所述定子叶片的外轮廓线包括定子叶顶、定子叶底、定子叶片压力面和定子叶片吸力面，所述转子叶片的外轮廓线包括转子叶顶、转子叶底、转子叶片压力面和转子叶片吸力面，所述定子叶片和转子叶片的拉伸截面各有一个，所述定子叶片的拉伸截面为所述定子叶底或定子叶顶与其等径圆柱面的截面；所述转子叶片的拉伸截面为所述转子叶底或转子叶顶与其等径圆柱面的截面； 所述定子叶片和转子叶片的拉伸引导线各有一条，所述定子叶片的拉伸引导线为沿所述定子本体的径向垂直于所述定子叶片的后缘中点的直线；所述转子叶片的拉伸引导线为沿所述转子本体的径向垂直于所述转子叶片的前缘中点的直线。...

【技术特征摘要】
1. 一种拉伸楔子形叶片制动级定转子组合件，包括同轴套装的定子和转子，所述定子 与所述转子的中心轴线共线；所述定子包括同轴设置的圆筒状定子本体、若干个定子叶片 和圆环状定子叶冠，所述转子包括同轴设置的圆筒状转子本体、若干个转子叶片和圆环状 转子叶冠，所述定子叶冠的内壁与所述转子本体外壁同轴套装，其特征在于：若干个所述定 子叶片沿周向倾斜设置于所述定子叶冠外壁与所述定子本体内壁之间，若干个所述转子叶 片沿周向倾斜设置于所述转子本体外壁与所述转子叶冠内壁之间；所述定子叶片中心线和 转子叶片中心线在等径圆柱面上的展开线均为直线，该直线与通过定子和转子的等值子午 面形成倾斜角；所述定子叶片的倾斜角与所述转子叶片的倾斜角倾斜方向相同； 在同一等径圆柱面上，所述定子叶片的倾斜角与所述转子叶片的倾斜角大小相等； 所述定子叶片的外轮廓线包括定子叶顶、定子叶底、定子叶片压力面和定子叶片吸力 面，所述转子叶片的外轮廓线包括转子叶顶、转子叶底、转子叶片压力面和转...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭春飞，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11