全金屬螺桿定子的加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油氣井鉆井工程中螺桿鉆具的加工方法，尤其涉及一種全金屬螺桿定子的加工方法，用于加工螺桿鉆具的全金屬螺桿定子。
【背景技術】
[0002]螺桿鉆具在石油鉆井、地質鉆探作業中發揮的作用十分重要，是打定向孔的主要器具。
[0003]現有普通螺桿鉆具的使用壽命一般為200?300小時，性能不穩定，其薄弱環節是定子橡膠耐高溫程度低。常規螺桿鉆具中螺桿定子襯套的內部螺旋體由橡膠構成，硫化粘接在襯套外殼內。這種結構導致常規螺桿在使用上存在缺點和不足:①襯套耐磨性差，磨損嚴重，失效以后進行施工作業并更換，代價大定子襯套橡膠受耐溫性能的限制，無法用于深井及高溫油井襯套橡膠在碳化氫化合物侵蝕下容易老化失效襯套橡膠表面磨擦因數大，啟動和運行扭矩大，啟動困難；⑤單級壓差低，限制了高揚程螺桿的應用；⑥襯套橡膠尺寸穩定性差，在不同井溫下尺寸可相差0.5_;⑦加工困難，可換性差。
[0004]延長螺桿鉆具的使用壽命、提高其輸出性能、滿足特殊鉆井工藝及特定區塊的特殊需求始終是螺桿鉆具的發展方向，將定子做成全金屬的結構是提高螺桿使用壽命的有效方法之一。
[0005]加工全金屬螺桿定子可以通過機械加工、鑄造加工、液壓成形等方式實現。實踐證明，采用機械加工螺旋線面在型線精度和表面光潔度的控制上都有一定的難度；采用鑄造加工，成本高，不適合螺桿鉆具等超長件的加工。
[0006]中國專利申請號為CN 201010604651.3的發明專利公開的一種全金屬螺桿泵定子的加工方法，通過“沿徑向方向將制作金屬螺桿泵定子的金屬棒料用電火花切割的方法切割成兩個截面為半圓的棒料，在切割開的兩片棒料徑向全長截面上用銑削加工的方法加工出螺桿泵轉子運行的凹槽型線，然后通過固定銷連接在一起，穿入一個固定外筒中，形成完整的全金屬螺桿泵定子”，上述方法并沒有提出基于液壓成形的螺桿鉆具中全金屬螺桿定子的加工方法。
[0007]目前，可以實現加工全金屬螺桿的定子襯套，但是制作出襯套后，如何將襯套和定子殼體連接成一整體并沒有提出解決方案。

【發明內容】

[0008]針對上述現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種全金屬螺桿定子加工方法，可以將殼體和襯套連接成一整體從而生產出全金屬螺桿定子，有效解決了目前常規螺桿鉆具壽命短的問題。
[0009]為了解決上述的問題，本發明所采用的技術方案為:
一種全金屬螺桿定子的加工方法，包括以下步驟:
S1、加工鋼襯套； 利用芯模并通過液壓成形方法將鋼圓管加工成與芯膜外形一致的鋼襯套，芯模留在鋼襯套內，不取出；
52、加工鋁襯套；
利用鋼襯套并通過液壓成形方法將鋁圓管加工成與鋼襯套外形一致的鋁襯套，鋼襯套和芯模留在鋁襯套內，不取出；
53、加工鋁管、殼體、用于芯模定位的加工定位接頭和用于芯模固定的固定底座接頭；
54、將鋁管插入殼體內，分別將定位接頭和固定底座與殼體固定，芯膜通過定位接頭和固定底座接頭定位和固定，在定位接頭底面下方設置加熱裝置，在鋁襯套、殼體、加熱裝置和固定底座所形成的的空腔內充填自蔓延反應的原料；
55、加熱裝置對自蔓延反應的原料加熱，當自蔓延反應的原料到著火點溫度時，整個反應體系開始被引燃，劇烈反應放出的熱量使靠近反應區的未反應區被預熱，達到著火溫度時又開始反應，從而使燃燒波推移前進，直到反應結束；
56、待整個螺桿定子冷卻，卸掉定位接頭、芯模和固定底座接頭，加工成全金屬螺桿定子。
[0010]按上述方案，在本發明中，所述定位接頭包括接頭本體和定位肋板，4根定位肋板均勻分布固定在接頭本體內，接頭本體上設有與殼體配合的螺紋。
[0011]按上述方案，在本發明中，所述固定底座接頭包括隔離層和底座本體，隔離層為石墨材料且設在底座本體頂面，所述底座本體中部設有定位臺階，底座本體側面設有與殼體配合的螺紋。
[0012]按上述方案，在本發明中，所述自蔓延反應的原料為高放熱反應的兩種或兩種以上的物質的混合物。
[0013]按上述方案，在本發明中，所述的自蔓延反應的原料是Mg和Fe2O3, Mg含量為25wt%-35 wt %，Fe2O3含量為 65 wt %-75 wt %。
[0014]按上述方案，在本發明中，所述自蔓延反應的原料是Al和Fe2O3, Al含量為20 wt%-30 wt %，Fe2O3含量為 7O wt %-80 wt %。
[0015]按上述方案，在本發明中，所述自蔓延反應的原料是TiC-Fe體系，其中，Fe含量為10 Wt % -40 Wt %，粒子直徑10 μ??的C粉含量為20 wt %-40 wt %、鈦粉含量為20 wt%-40 wt %，其余為鋁熱劑。
[0016]按上述方案，在本發明中，所述鋁管厚度與鋁襯套的厚度相同，其厚度為Imm?
2.5mmο
[0017]本發明的有益效果是:
1、加工精度高、工藝簡單，本發明通過在精加工的殼體和液壓成形的襯套之間充填材料，然后采用自蔓延形成，將殼體和襯套連接成一整體，無需后續處理和機械加工。
[0018]2、除啟動反應外，不需要外熱，極大節約能源，成本低廉。
[0019]3、設備、工藝簡單，易于操作；無需復雜的合成設備、儀器，殼體、定位接頭、發熱電阻，以及固定底座接頭等均易獲得。
[0020]4、反應時低沸點雜質揮發逸出，產品純度高，可集合成與密實化為一體。
[0021]5、可以通過改變熱的釋放和傳輸速度來控制過程的速度、溫度、轉化率和產物的成分及結構。
[0022]6、容易擴大生產規模。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的全金屬螺桿定子加工裝置的結構示意圖。
[0024]圖2是圖1中B處局部放大結構示意圖。
[0025]圖3是圖1中A-A橫斷面結構示意圖。
[0026]圖4是固定底座接頭的結構示意圖。
[0027]圖中:1_定位接頭；2_殼體；3_自曼延反應的原料；4_芯模；5_固定底座接頭；6 -加熱裝置；7 -鋁管；8 -鋼襯套；9 -鋁襯套；10-接頭本體；11-定位肋板；
12-隔離層；13_底座本體；14_定位臺階；15_螺紋。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0029]一種全金屬螺桿定子的加工方法，包括以下步驟:
S1、加工鋼襯套8 ;
將內表面光滑的鋼圓管，通過常規液壓成形方法，采用常規螺桿橡膠襯套的芯模4，加工成與芯膜4外形一致的鋼襯套8，且芯模4留在鋼襯套8內，不取出。
[0030]S2、加工鋁襯套9;
同SI方法，將內表面光滑的鋁圓管，通過常規液壓成形方法，采用上述剛襯套8和芯模4，加工成與鋼襯套8外形一