[实用新型]螺杆钻具上用的非对称型线马达及石油钻井工具

说明书

本实用新型涉及一种螺杆钻具上用的非对称型线马达及石油钻井工具，包括转子、定子壳体、定子衬套，所述转子的外周螺旋型线由多个间隔连接的波谷型线和波峰型线组成，每个所述波峰型线的径向中心线与转子的轴线相交，径向中心线两侧的波峰型线为非对称式结构；径向中心线一侧的波峰型线为普通内摆线，径向中心线另一侧的波峰型线为短幅内摆线；所述短幅内摆线相较于普通内摆线在转子旋转过程中先与定子衬套接触。本实用新型通过将转子的型线设计为普通内摆线和短幅内摆线结合的非对称式结构，延长了定子衬套的使用寿命，同时增大了定转子的过流面积和输出扭矩。

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，具体涉及一种螺杆钻具上用的非对称型线马达及石油钻井工具。

背景技术

目前，用于螺杆钻具型线的摆线设计主要有普通内摆线、短幅内摆线和短幅外摆线的等距曲线。普通内摆线是指，一个动圆内切于一个定圆作无滑动的滚动，动圆圆周上一个定点形成的轨迹，定点在圆周上与半径的比值为1，叫做普通内摆线；短幅内摆线是指，一个动圆沿着一个定圆作无滑动的滚动，在动圆之内并与动圆相对固定的一点的形成的轨迹，定点在动圆之内，与圆心的联系与半径的比值小于1，称之为短幅内摆线。在螺杆的设计中取内摆线的等距曲线做为马达的型线。相对于短幅内摆线来说，普通内摆线设计计算简单，过流面积大，应用于井下螺杆，能够获得较大的动力，但是由于其骨线共轭副上存在曲率半径为零的点，这样形成的等距曲线不可避免存在打扣现象，使得共轭副(螺杆钻具定转子)的接触不好，磨损较快，使用寿命下降。与普通内摆线不同的是，短幅内摆线的骨线无尖点，曲线光滑，在选取合适的等距量的前提下，等距曲线的共轭副不存在打扣现象，能最大限度的保护螺杆定子橡胶，但是其过流面积却相对较小，使用的输出扭矩在尺寸相同的条件也相对较小，达不到理想的破岩效果。因此需要一种使用寿命长，过流面积和输出扭矩大的螺杆马达。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种螺杆钻具上用的非对称型线马达及石油钻井工具，通过将转子的型线设计为普通内摆线和短幅内摆线结合的非对称式结构，延长了定子衬套的使用寿命，同时增大了定转子的过流面积和输出扭矩。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种螺杆钻具上用的非对称型线马达，包括转子、定子壳体、定子衬套，所述定子壳体的内壁粘贴所述定子衬套，所述转子位于定子壳体内并与其共轭，所述转子的外周螺旋型线由多个间隔连接的波谷型线和波峰型线组成，每个所述波峰型线的径向中心线与转子的轴线相交，径向中心线两侧的波峰型线为非对称式结构；径向中心线一侧的波峰型线为普通内摆线，径向中心线另一侧的波峰型线为短幅内摆线；所述短幅内摆线相较于普通内摆线在转子旋转过程中先与定子衬套接触。

在上述任一方案中优选的是，所述普通内摆线的大径和短幅内摆线的大径数值之差为0-0.01mm。

在上述任一方案中优选的是，所述普通内摆线的小径和短幅内摆线的小径数值之差为0-0.01mm。

在上述任一方案中优选的是，所述普通内摆线的导程与短幅内摆线的导程相同。

在上述任一方案中优选的是，所述定子壳体的内孔与所述定子衬套的外形轮廓相同。

在上述任一方案中优选的是，所述定子衬套的材质为橡胶。

本实用新型还包括一种石油钻井工具，包括上述中任一项所述的螺杆钻具上用的非对称型线马达。

与现有技术相比，本实用新型提供的螺杆钻具上用的非对称型线马达及石油钻井工具具有以下有益效果：