泥浆马达定子和泵以及制造方法技术

一种泥浆马达定子或一种泵，其包括：管状外部；多个凸耳，其从所述管状外部径向向内延伸，多个凸耳中的至少一个凸耳包括骨架结构，以及一种用于制造泥浆马达定子或泵的方法，其包括放置材料并以由所述定子或泵的设计形状决定的图案将材料粘结在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泥浆马达定子和泵以及制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年4月18日提交的美国申请号15/132008的权益，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术介绍
在一些情况下，泥浆马达定子和泵由诸如金属之类的硬质材料构成，并且有时出于密封目的由金属上面对的较柔软材料构成。整体结构是螺旋形结构，其中凸耳朝(lobe)向定子的轴线延伸，这使得它们难以加工并且不可能调整特性。由于调整可以提高泥浆马达的效率，因此本领域总是接受对制造工艺和所得产品的功能特征的增强。
技术实现思路
本文公开了一种泥浆马达定子或一种泵。所述泥浆马达定子或泵包括管状外部和从管状外部径向向内延伸的多个凸耳，多个凸耳中的至少一个凸耳包括骨架结构。还公开了一种用于制造泥浆马达定子或泵的方法，所述方法包括放置材料并以由定子或泵的设计形状决定的图案将材料粘结在一起。还公开了一种用于制造泥浆马达定子或泵的方法，所述方法包括：创建定子或泵的计算机模型；将所述模型加载到增材制造设备中；以及操作增材制造设备以产生模型的物理复制品。还公开了一种井下系统，其包括泥浆马达定子或泵，所述定子或泵如任何现有实施方案中所限定，包括管状外部和从管状外部径向向内延伸的多个凸耳，多个凸耳中的至少一个凸耳包括骨架结构。附图说明以下描述无论如何都不应被视为限制性的。参考附图，相似元件用相似数字编号：图1是如本文所公开的用于泥浆马达的定子的示意性透视图；以及图2是图1的定子的端视图，其示出了定子的组成；图3是类似于图2的但是是替代实施方案的端视图；图4是不对称的凸耳图案的示意图；图5、图6和图7是替代的表面细节；以及图8是包括如本文所公开的定子或泵的井下系统的示意图。具体实施方式本文参考附图通过举例而非限制的方式呈现了所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的具体实施方式。同时参考图1和图2，可以用在泥浆马达或泵中并且构成井下系统的一部分的定子10包括管状外部12和朝向定子10的轴线延伸的多个凸耳14，凸耳14可以是不对称的。还可以看到密封材料16设置在定子主体10的径向内侧，并且密封材料16可以或可以不与凸耳14对称地设置。在一个实施方案中，密封侧上的密封材料比负载侧上的密封材料厚。凸耳14和材料16的精确定位和构造可以在密封能力、减振、功率输出、质量和寿命等方面显著影响定子10的功能和操作。重量、材料成本和诸如弹性、柔顺性(compliance)、密封、承载、振动共振频率等特性都是定子功能的重要特征，但迄今为止尚未被认识到并且尚未得到解决。如从图1和图2中可以看出，凸耳14不像现有技术的凸耳(实心的和弯曲的)那样构造，而是构造成在每个定子凸耳14的负载侧18上提供比每个定子凸耳14的密封侧20上更大的刚性。具体地，骨架结构22被构造成在一个实施方案中仅具有凸耳14的中空部24(图3)，并且在另一个实施方案中具有多个肋部26(图2)。骨架结构在本文中被定义为实心部分和限定在实心部分之间以呈现框架的开放空间的任何构型。中空部24由凸耳14的操作部分28界定。在图2的实施方案中，肋部26从由凸耳14的操作部分28界定的另外的中空空间内的一个点延伸到另一个点。如图2所示，肋部26从管状部分12径向向内延伸，直到它们连接到凸耳14的操作部分为止。还预期其他增强结构图案。在一些实施方案中，凸耳18的负载侧遵循靠近凸耳14的负载表面的轮廓。这使得密封材料16在凸耳的这一侧是薄的，但是由于高承载能力而被很好地支撑，同时仍然提供密封功能。相反，凸耳14的密封侧处的轮廓在很大程度上不受骨架结构22的支撑。在其他实施方案中，凸耳更不对称，并且密封材料16可以始终具有相同的厚度。参见图4，了解不对称的凸耳图案的示意图。密封材料16通常由橡胶构成，但是本文也预期包括具有调整的材料特性(诸如密度、弹性等)的金属的其他化合物。另外，可以优化对称或非对称的凸耳14的构型，以避免在使用期间产生谐振频率。在图2的重述中，肋部26(示出了三个，但是预期更多或更少)取向成基本垂直于凸耳14的负载侧18的表面。这在结构上为凸耳14的负载侧提供了很大的刚性，同时相对于现有技术构型减轻了重量。如所指出，预期在其他构型中也提供肋部或其他结构或形状，并且这样做的一个目的是调整凸耳14的负载侧的柔顺性以用于可能受益于此的应用。在图3中，根本没有肋部，而是在凸耳14内仅具有中空部24。然而，密封材料16在所述实施方案中是相同的，以便与图2的实施方案进行比较，并且因此理解概念。除了所公开和示出的结构的结构和重量特征之外，还应当理解，肋部26或中空部24之间的体积可以用作流体管道(输送和/或冷却)或导体管道(用于电动、液压或光学线路)。除了如上所述的凸耳14的整体形状和结构之外，本文中还预期改变凸耳14和定子主体12的内表面30上的表面状况。参考图5、图6和图7，在一些实施方案中，表面是随机粗糙的，有菱形图案的(图5)、波浪形的(图6)、具有凹槽32和/或凸块34(图7)等，这是为了增加将要设置在其上的材料16的粘附性，以及通过增加粘附性和降低注射压力和温度来改善橡胶注射过程的功能。定子或泵10可以通过传统的制造方法来产生，但是将很难实现。因此，本专利技术人还注意到，增材制造或3D打印非常适合于产生上文关于本文公开的定子或泵的各种替代实施方案所述的所有特征。每个定子或泵实施方案可以使用选择性激光熔融、直接金属激光烧结、直接金属激光熔融、选择性激光烧结、电子束制造、直接激光沉积、冷气处理、激光熔覆、直接材料沉积、陶瓷增材制造、超声焊接或粘结剂喷射和后续烧结中的一者或多者来产生，例如在粉末床或喷嘴进料或送丝构型中。沉积的材料通过焊接、粘结和烧结等粘结在一起。增材制造工艺是本领域已知的，并且不需要结合本公开来进行具体讨论。在上述每个增材制造工艺(或其他类似地起作用的制造工艺)中，附图中表示的复杂形状易于以增材制造工艺的逐层或逐颗粒方法来产生。除了如所示的整体形状之外，增材制造(AM)还支持上面关于用于制造定子10的材料的密度、弹性、柔顺性等(见上文)讨论的其他调整，即：可以修改工艺的操作参数之一以在定子10内的某个位置产生与定子10中其他地方的材料特性不同的材料特性。例如，可以在开口所处的地方停止熔融过程。替代地或另外地，可以改变过程以在某些区域中改变基础材料的密度，以使特征具有弹性或柔顺性。为了如上所述改变特性，可以对用于产生材料的增材制造工艺的一个或多个参数进行改变。这些改变包括但不限于：改变通过能量源(例如激光或电子束)施加于进给材料的能量(改变能量源功率，包括零功率；改变能量源焦点；改变能量源扫描速度，改变能量源行间距)或改变可以采用的进给材料本身。更具体地，关于所施加的能量，所采用的能量源，无论是例如200W、400W、1000W还是任何其他能量源功率，均可以在所选位置处降低功率以减少粉末状(或其他类型的)进给材料的熔融。在零功率的情况下，熔融量的减少将改变制造零部件在熔融减少或消除的位置处的密度(这将简单地使进给材料保持不变，例如仍然是粉末状的)。替代地，人们可以改变能量源焦点，这也改变了施加到进给材料的能量。此外，另一种替代方案是改变激光能量源扫描速度以改变在某些位置赋予给进给材料的能量。改变扫描能量源的行间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥浆马达定子或一种泵(10)，其包括：管状外部(12)；多个凸耳(14)，其从所述管状外部(12)径向向内延伸，所述多个凸耳中的至少一个凸耳包括骨架结构(22)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.18 US 15/1320081.一种泥浆马达定子或一种泵(10)，其包括：管状外部(12)；多个凸耳(14)，其从所述管状外部(12)径向向内延伸，所述多个凸耳中的至少一个凸耳包括骨架结构(22)。2.根据权利要求1所述的定子或泵(10)，其中所述骨架结构(22)由所述至少一个凸耳(14)的操作部分(28)组成。3.根据权利要求1所述的定子或泵(10)，其中所述骨架结构(22)包括一个或多个肋部(26)。4.根据权利要求3所述的定子或泵(10)，其中所述一个或多个肋部(26)延伸以连接到所述至少一个凸耳(14)的操作部分(28)。5.根据权利要求1所述的定子或泵(10)，其还包括由相同材料构成的所述定子(10)的区域中的材料特性变化。6.根据权利要求5所述的定子或泵(10)，其中所述材料特性是柔顺性或弹性。7.根据权利要求1所述的定子或泵(10)，其中所述管状外部(12)和所述多个凸耳(14)包括表面，并且其中那些表面的至少一部分被调整。8.根据权利要求7所述的定子或泵(10)，其中所述表面构型被调整为呈现菱形图案。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：C·汪恩海姆，W·休伯，F·戈英格，
申请(专利权)人：通用电气GE贝克休斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US