本发明专利技术涉及一种使用PTFE和FEP共混物制作的螺杆钻具定子，该定子从外到内依次主要为定子金属外管、聚合物层，其中，聚合物层采用PTFE和FEP共混物制作。通过利用PTFE和FEP共混物在耐磨性、工作温度区间、耐候性好以及摩擦系数低等方面的优势，从而在螺杆钻具定子的工作温度区间以及在磨损率等方面有效改善钻具的性能，从而极大地延长了螺杆钻具定子的使用寿命，降低生产维护成本，提高钻井效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种螺杆钻具的定子，尤其设及一种使用PTFE和FEP共混物制作的螺 杆钻具定子及含氣材料。
技术介绍
螺杆钻具是一种W钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻 具。它一般由旁通阀、螺杆马达、万向节、轴承和驱动轴几部分组成，其核屯、是螺杆马达。而 螺杆马达又由定子和转子组成。现有技术中，如图1所示，定子包括管型的壳体100W及匹 配紧密连接在壳体内壁上的橡胶衬套201，所示管型壳体100的内壁上设置有内凹的螺纹 槽，所述螺纹槽设置有至少3条并且并列设置在壳体内壁100上，所述螺纹槽的螺旋方向均 一致并且W定子中屯、轴为其螺旋方向伸展轴，所述橡胶衬套201通过高压注射在壳体100 的内壁上，呈螺纹状且与壳体100匹配连接。 由于现有技术中定子的管型外壳内壁上设置有内凹的螺纹槽，因此，管型外壳加 工技术难度高，成型工艺复杂，且产生较多的加工余料，大大增加加工成本。此外，橡胶衬 套是通过高压注射在壳体的内壁上，成型工艺也非常复杂，加工成本高，劳动效率低。而现 有技术中螺杆钻具的橡胶衬套材料一般为NBR和HNBR，其中，HNBR的极限温度（静态）为 176°C，但是高温井的长期温度接近170°C，根据螺杆钻具的工作特性，温度很容易集中在橡 胶衬套与转子接触的部分，定、转子间相互挤压、扭转的动态生热。当温度较高、并长期集中 在W上区域，则将会导致橡胶衬套老化，从而引起橡胶破坏。因此，高温井的螺杆钻具使用 寿命一般100多小时，使用周期短，维护要求高，影响了钻井工作的效率和开展进度，增加 了钻井成本。 为了解决现有技术中螺杆钻具存在的上述问题，加紧研制与开发用于制造定子的 抗磨损耐高温的弹性材料与可靠的轴承系统，从而使螺杆钻的工作寿命得到显著提高，同 时研制低速大扭矩螺杆W适用于钻深孔和超深孔也是本领域的一个主要突破方向。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种使用PTFE和FEP共混物制作的螺杆钻具定子 及应用于该定子的PTFE和FEP共混物，通过利用PTFE和FEP共混物在耐磨性、工作温度区 间、耐候性好W及摩擦系数低等方面的优势，从而在螺杆钻具定子的工作温度区间W及在 磨损率等方面有效改善钻具的性能，从而极大地延长了螺杆钻具定子的使用寿命，降低生 产维护成本，提高钻井效率。 本专利技术公开的使用PTFE和FEP共混物制作的螺杆钻具定子，从外到内依次主要为 定子金属外管、聚合物层，聚合物层采用PTFE和FEP共混物制作。本专利技术方案中利用PTFE 和FEP共混物制备定子的聚合物层，突破性地在螺杆钻具定子中使用含氣材料，从而使得 螺杆钻具定子具有更好的耐磨性、阻燃性和耐高温性能，生产作业温度高，磨损率低，从而 极大地延长了定子的使用寿命，降低设备的维护成本。 作为一种优选，聚合物层内壁或外壁上设置有内凹的螺纹槽，螺纹槽设置有至少1 条并且并列地设置在聚合物层的壁上，螺纹槽的螺旋方向均一致并且W定子中屯、轴为其螺 旋方向伸展轴。本方案可W在定子的内壁上或者外壁上或者内壁W及外壁上设置螺纹槽 结构，通过外壁上设置的螺纹槽结构可W与定子金属外管内壁上对应设置的螺纹槽相匹 配吻合，起到与定子金属外管固定更为稳定的效果，能够提高定子结构稳定性，延长使用寿 命，同时根据生产使用的需要，设定螺纹槽的数量，是在壁上均匀分布或者局部地不均匀分 布或者在壁上紧密相邻地设置均可，使得定子的结构具有较大的灵活性，定子可W根据转 子功率、转矩等方面的参数来实际选择螺纹槽的安排和设计。[000引作为一种优选，螺纹槽并列相邻地设置在整个聚合物层内壁或外壁上。本方案中 螺纹槽W-条或者并列的多条的方式螺旋设置在整个聚合物层的内壁或者外壁的表面上， 从而使得定子对转子的转矩作用力更为稳定均匀，避免了在生产作业过程中，因受力不均 而对设备造成损害，从而能够延长设备的使用寿命，降低生产成本。 本专利技术公开的应用于螺杆钻具定子的PT阳和阳P共混物，包括PT阳、阳PW及添 加剂，所述的添加剂包括增强纤维和金属粉末，所述各组分组成（W重量份数计）为；PTFE 和阳P共混物100份、添加剂10-30份。 本专利技术应用于螺杆钻具定子的PTFE和FEP共混物制成，其中，FEP结晶烙化点为 580F，密度为2. 15g/cm3,是一种软性塑料，其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑 料，且还具备不引燃、可阻止火焰的扩散，耐候性优良，摩擦系数较低等特点。而PTFE的密 度为2. 1-2. 3g/cm3,机械性质较软，表面能低，具有耐高低温、耐腐蚀、耐气候、低摩擦系数、 高润滑等使用性能。本专利技术将PTFE和FEP共混物应用于螺杆钻具定子，从而有效地降低在 长期使用中的形变和损耗，改善定子对钻井高温、高湿、腐蚀性等环境因素的耐受性，从而 极大地延长了定子设备的使用寿命，降低螺杆钻具及其定子的使用和维护成本，并且提高 了生产的效率。 此外，本专利技术PT阳和阳P共混物中还添加有添加剂，添加剂由增强纤维和金属粉 末组成。其中，增强纤维可W在保证共混物原来的加工性能的基础上，大幅度提高共混物基 体的物理力学性能，同时改善共混物的尺寸稳定性、耐热性、耐磨损能力等性能，降低成本。 而金属粉末可W提高基体的导热性、刚性、强度、硬度、耐热性、耐磨损性等性能，将增强纤 维和金属粉末复配填充本专利技术PTFE和FEP共混物，可W显著提高共混物的强度、硬度、耐热 性等综合性能。而经过本专利技术研究得出，本专利技术共混物的制品的耐磨性与制品的强度呈线 性关系，强度越高，耐磨性越好。 作为一种优选，PT阳和阳P共混物中PT阳占70-90%，阳P占10-30%。 作为一种优选，所述增强纤维和金属粉末的重量比为（1. 5-2. 5) ;1。添加剂在上 述重量比范围内时，由于增强纤维和金属粉末之间的协同作用的影响，制品最终的强度和 耐磨性得到较大的提升。 作为一种优选，所述增强纤维为碳纤维、玻璃纤维、棚纤维、芳绝纤维、聚醋纤维、 巧龙纤维、聚酷亚胺纤维中的一种或多种。增强纤维的直径优选为10-20ym，长径比为 (100-200) ；1〇 本专利技术增强纤维进一步优选先采用表面改性剂进行表面改性，所述表面改性剂包 括稀±浓度为0. 1-0. 5%的稀±改性剂和2-5%的偶联剂。改性工艺优选为将增强纤维在 常温下置入按上述比例配置成的表面改性剂中浸润1-化，然后在80-120°C下烘3-化制得。 偶联剂和稀±处理剂均能改善增强纤维的表面性能，提高增强纤维的表面活性，W致提高 增强纤维和共混物基体间界面结合能力，使增强纤维不易从共混物基体中脱离，阻止了共 混物基体的转移，减少了制品疲劳裂纹和剥落的产生，降低了制品的磨损。 作为一种优选，所述金属粉末为铜粉、铁粉、鹤粉、铁粉、侣粉、铅粉中的一种或多 种。本专利技术进一步优选由两种及W上金属粉末组成，质量比为任意比。且优选金属粉末的 粒径小于0. 3ym。 本专利技术通过采用PTFE和FEP共混物制作的螺杆钻具定子，使得钻具及应用该钻具 的定子具有如下优点： 耐高温一一使用工作温度达250°C。 耐低温一一具有良好的机械初性；即使温度下降到-196°C，也可保持5%的伸长 率。 耐腐蚀一-对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用PTFE和FEP共混物制作的螺杆钻具定子，从外到内依次主要为定子金属外管、聚合物层，其特征在于，所述聚合物层采用PTFE和FEP共混物制作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐洪，徐诚，吾良福，景亚宾，
申请(专利权)人：浙江歌瑞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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