全金属螺杆钻具定子的加工工具及加工方法与流程

本申请涉及油气勘探钻井、超深井、地热井钻井工程，尤其涉及一种全金属螺杆钻具定子的加工工具及加工方法。

背景技术：

1、在地热钻井、万米超深钻井、高温井中全金属螺杆钻具具有不可替代的优势。全金属螺杆钻具关键核心零件是全金属定子，而全金属定子的螺旋型腔加工要求尺寸精度高，工艺复杂。

2、传统的机械加工方式普遍存在加工效率低、废品率高、刀具磨损严重及成形精度差等问题。采用传统的机械加工技术无法满足全金属定子加工高效率和高精度的需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中的至少一个问题，本申请提出了一种全金属螺杆钻具定子的加工工具及加工方法，所述加工工具结构可靠，能够在保证全金属螺杆钻具定子加工效率的基础上，提高全金属螺杆钻具定子加工的精度。

2、为了解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种全金属螺杆钻具定子的加工工具，包括：电解加工阴极本体、导向绝缘套和尾端绝缘套；所述电解加工阴极本体沿着轴线方向依次划分为：导向段、工作段和尾端，所述电解加工阴极本体设有进液腔，所述进液腔的一端位于所述导向段的一端并且开设有进液口，所述进液腔的另一端位于所述尾端；

4、所述导向段为中空圆柱形结构，所述导向绝缘套套设在所述导向段靠近所述工作段的一侧，所述导向段靠近所述工作段的侧壁上开设有电解液分流孔；所述工作段为中空锥形结构，所述工作段的外表面为螺旋型，所述工作段的侧壁上开设有多个电解液增液分流孔；所述尾端为圆柱形结构，所述尾端绝缘套套设在所述尾端上。

5、在一个实施例中，所述工作段的外表面为螺旋型，所述工作段沿着轴线方向依次划分为：粗加工段、初始精加工段和精加工段；所述粗加工段与所述导向段连接，所述精加工段与所述尾端连接；

6、所述粗加工段的径向截面为周向均布花瓣型，所述花瓣为凸曲线形状，花瓣之间设有阴极型面过流窄槽；

7、所述初始精加工段的径向截面为周向均布花瓣型，所述花瓣为圆心角大于180度的圆弧形，花瓣之间设有阴极型面过流宽槽，所述阴极型面过流宽槽的长度大于阴极型面过流窄槽的长度；

8、所述精加工段的径向截面为周向均布花瓣型，所述花瓣为半圆形，花瓣之间为半圆形。

9、在一个实施例中，所述电解液分流孔个数为多个，并且所述多个电解液分流孔沿着所述导向段的圆周方向均匀地分布，形成一个完整的圆周。

10、在一个实施例中，所述的全金属螺杆钻具定子的加工工具，还包括：

11、套设在所述导向绝缘套上的第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈均设置在所述进液口与所述电解液分流孔之间，并且所述第一密封圈靠近所述电解液分流孔。

12、在一个实施例中，所述导向段远离所述工作段一侧的外壁设有钻杆连接螺纹。

13、在一个实施例中，所述电解加工阴极本体的内壁设有特氟龙绝缘层。

14、在一个实施例中，在所述导向绝缘套与所述工作段的连接处，所述导向绝缘套设有凸起，所述工作段设有凹槽，所述凸起与所述凹槽卡接。

15、第二方面，本申请提供一种全金属螺杆钻具定子的加工方法，应用所述的加工工具实现，该方法包括：

16、在加工过程中，所述加工工具相对于全金属螺杆钻具定子基体进行直线和旋转运动，电解液经由所述进液口进入所述导向段内，在所述电解液分流孔处分流，其中一部分经由所述电解液分流孔流至所述导向段外，另一部分进入所述工作段，通过所述电解液增液分流孔流至所述工作段外，全金属螺杆钻具定子基体形成内孔螺旋型腔。

17、在一个实施例中，所述的全金属螺杆钻具定子的加工方法，还包括：

18、获取全金属螺杆钻具定子基体的加工参数，所述加工参数包括：电流效率、体积电化当量、电解液电导率、加工电压、分解电压和加工速度；

19、根据所述加工参数，确定所述电解加工阴极本体和所述全金属螺杆钻具定子基体之间形成的间隙的尺寸。

20、在一个实施例中，所述的全金属螺杆钻具定子的加工方法，还包括：

21、获取精加工段的电流密度、电流、径向截面的轮廓大径和轮廓小径；

22、根据所述电流密度、电流、径向截面的轮廓大径和轮廓小径，确定所述工作段的长度。

23、由上述技术方案可知，本申请提供一种全金属螺杆钻具定子的加工工具及加工方法。其中，该加工工具包括：电解加工阴极本体、导向绝缘套和尾端绝缘套；所述电解加工阴极本体沿着轴线方向依次划分为：导向段、工作段和尾端，所述电解加工阴极本体设有进液腔，所述进液腔的一端位于所述导向段的一端并且开设有进液口，所述进液腔的另一端位于所述尾端；所述导向段为中空圆柱形结构，所述导向绝缘套套设在所述导向段靠近所述工作段的一侧，所述导向段靠近所述工作段的侧壁上开设有电解液分流孔；所述工作段为中空锥形结构，所述工作段的外表面为螺旋型，所述工作段的侧壁上开设有多个电解液增液分流孔；所述尾端为圆柱形结构，所述尾端绝缘套套设在所述尾端上；在加工过程中，所述加工工具相对于全金属螺杆钻具定子基体进行直线和旋转运动，电解液经由所述进液口进入所述导向段内，在所述电解液分流孔处分流，其中一部分电解液经由所述电解液分流孔流至所述导向段外，另一部分电解液进入所述工作段，通过所述电解液增液分流孔流至所述工作段外，所述电解液分流孔至所述工作段远离所述导向段的一端与全金属螺杆钻具定子基体之间形成间隙，所述全金属螺杆钻具定子基体形成内孔螺旋型腔，所述加工工具结构可靠，能够在保证全金属螺杆钻具定子加工效率的基础上，提高全金属螺杆钻具定子加工的精度。

1.一种全金属螺杆钻具定子的加工工具，其特征在于，包括：电解加工阴极本体、导向绝缘套和尾端绝缘套；所述电解加工阴极本体沿着轴线方向依次划分为：导向段、工作段和尾端，所述电解加工阴极本体设有进液腔，所述进液腔的一端位于所述导向段的一端并且开设有进液口，所述进液腔的另一端位于所述尾端；

2.根据权利要求1所述的全金属螺杆钻具定子的加工工具，其特征在于，所述工作段的外表面为螺旋型，所述工作段沿着轴线方向依次划分为：粗加工段、初始精加工段和精加工段；所述粗加工段与所述导向段连接，所述精加工段与所述尾端连接；

3.根据权利要求1所述的全金属螺杆钻具定子的加工工具，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的全金属螺杆钻具定子的加工工具，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的全金属螺杆钻具定子的加工工具，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的全金属螺杆钻具定子的加工工具，其特征在于，所述电解加工阴极本体的内壁设有特氟龙绝缘层。

7.根据权利要求1所述的全金属螺杆钻具定子的加工工具，其特征在于，在所述导向绝缘套与所述工作段的连接处，所述导向绝缘套设有凸起，所述工作段设有凹槽，所述凸起与所述凹槽卡接。

8.一种全金属螺杆钻具定子的加工方法，其特征在于，应用权利要求1至7任一项所述的加工工具实现，该方法包括：

9.根据权利要求8所述的全金属螺杆钻具定子的加工方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求8所述的全金属螺杆钻具定子的加工方法，其特征在于，还包括：