[发明专利]线投影叶片制动级定转子组合件

说明书

技术领域

本发明专利涉及石油、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，尤其是一种线投影扭转楔子形叶片制动级定转子组合件，属于机械制造技术领域。

背景技术

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输出轴旋转机械能量，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级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速度过快，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具存在的缺点，本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、工作扭矩适中的涡轮钻具。

发明内容

本发明的目的是提供一种制动扭矩大、水力损失小的线投影叶片制动级定转子组合件。

为达到上述目的，本发明提出一种线投影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，若干个所述定子叶片沿周向设置于所述定子本体与所述定子叶冠之间；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，若干个所述转子叶片沿周向设置于所述转子本体与所述转子叶冠之间；所述定子叶冠内壁与所述转子本体外壁同轴套装，所述定子叶片外轮廓线上各点与其对应等值子午面的相交线为第一相贯线，该第一相贯线与贯穿于所述定子叶冠内的第一投影直线垂直相交；所述转子叶片外轮廓线上各点与其对应等值子午面的相交线为第二相贯线，该第二相贯线与贯穿于所述转子本体内的第二投影直线垂直相交；所述定子叶片的安装角与所述转子叶片的安装角方向相同；所述定子叶片安装角沿所述定子径向由内至外逐渐减小，所述转子叶片安装角沿所述转子径向由内至外也逐渐减小；所述定子叶片安装角和所述转子叶片安装角的余切值与对应的等径圆柱面的半径成正比。

如上所述的线投影叶片制动级定转子组合件，其中，所述第一投影直线为所述定子的中心轴线，所述第二投影直线为所述转子的中心轴线。

如上所述的线投影叶片制动级定转子组合件，其中，各所述定子叶片沿所述定子轴向等高度设置并沿所述定子周向等间隔设置；各所述转子叶片沿所述转子轴向等高度设置并沿所述转子周向等间隔设置。

如上所述的线投影叶片制动级定转子组合件，其中，所述定子叶片的厚度沿所述定子径向由内向外逐渐增大，且与对应的等径圆柱面的半径成正比；所述转子叶片的厚度沿所述转子径向由内向外也逐渐增大，且与对应的等径圆柱面的半径成正比。

如上所述的线投影叶片制动级定转子组合件，其中，所述定子叶片沿等径圆柱面的展开轮廓线包括定子叶片前缘、定子叶片后缘、定子叶片压力面和定子叶片吸力面，所述定子叶片前缘、定子叶片后缘、定子叶片压力面和定子叶片吸力面与所述定子的等值子午面的相贯线为直线，且所述定子叶片的相贯线与所述定子中心轴线垂直相交；所述转子叶片沿等径圆柱面的展开轮廓线包括转子叶片前缘、转子叶片后缘、转子叶片压力面和转子叶片吸力面，所述转子叶片前缘、转子叶片后缘、转子叶片压力面和转子叶片吸力面与所述转子的等值子午面的相贯线为直线，且所述转子叶片的相贯线也与所述转子的中心轴线垂直相交。

如上所述的线投影叶片制动级定转子组合件，其中，所述定子叶片和所述转子叶片沿各自的等径圆柱面的展开轮廓线呈一端厚度大于另一端厚度的楔形。

如上所述的线投影叶片制动级定转子组合件，其中，所述第一投影直线与所述定子的中心轴线互为平行直线，且所述第一投影直线与所述定子中心轴线间距小于或等于50mm；所述第二投影直线与所述转子的中心轴线互为平行直线，且所述第二投影直线与所述转子中心轴线间距小于或等于50mm。