將中空管加工成螺桿泵定子的模具及其成型方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油開采技術領域，具體涉及一種將中空管加工成螺桿泵定子的模具及其成型方法。
【背景技術】
[0002]螺桿泵主要依靠其轉子和定子形成密封腔的容積變化來吸入和排出石油等液體的。近年來，隨著蒸汽驅、SAGD等稠油熱采技術在世界范圍內廣泛應用，為了滿足稠油熱采對溫度(蘭200°C)的技術需求，通常采用定子和轉子都由金屬材料制成的全金屬螺桿泵進行熱采。但全金屬螺桿泵的定子與轉子采用間隙配合，使得定子和轉子形成的密封腔內存在間隙，這樣在利用該全金屬螺桿泵抽取石油時容易漏失。
[0003]對于此，現有技術中公開了一種申請號為201410030814.X，發明名稱為“平衡式金屬螺桿泵”的專利文獻。其中該平衡式金屬螺桿泵的定子為一金屬材料制成的螺旋管柱，其與所述外泵筒之間具有間隙，該定子于其軸向及徑向均具有柔性；所述定子頂部固定于所述外泵筒內側，且所述定子頂部與所述外泵筒內側的連接處留有連通所述間隙及外泵筒上方油管的壓力補償通道；所述轉子為一外徑能夠與所述定子的螺旋管柱的內徑配合形成抽油密封空間的螺桿。由于該金屬定子在軸向和徑向均具有柔性，泵筒與定子之間的間隙在液柱壓力作用下，可自動補償定子內部的壓力，液柱壓力升高則定子與轉子之間的密封腔的間隙縮小，可以大幅度降低整泵的漏失量，提高泵效。
[0004]但是這種平衡式金屬螺桿泵的定子因其采用厚度為2.5-3mm的金屬管制成，在采用車床、銑床、鑄造等傳統加工工藝制造時，由于傳統加工工藝的加工精度不能滿足加工該薄壁金屬定子的需要，且加工難度大，薄壁金屬定子在加工過程中易受力變形。

【發明內容】

[0005]為了克服現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種將中空管加工成螺桿泵定子的模具，利用本發明的將中空管加工成螺桿泵定子的模具可以加工現有技術中的平衡式金屬螺桿泵的薄壁金屬定子。
[0006]本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現:
[0007]本發明公開了一種將中空管加工成螺桿泵定子的模具，其中所述螺桿泵定子沿其自身縱長方向具有多個依序連接的定子單元，每個定子單元具有沿垂直于縱長方向凹陷的凹陷部和沿垂直于縱長方向突出的凸出部，所述螺桿泵定子的內壁向其內部突設有繞所述螺桿泵定子的縱長方向螺旋延伸的螺旋線，其特征在于，所述模具包括:
[0008]第一成型模具，其包括沿縱長方向延伸的模腔，所述模腔具有多個依序連接的型腔單元，每個所述型腔單元具有窄徑部和寬徑部，所述窄徑部的截面半徑小于所述凹陷部的截面半徑，所述寬徑部的截面半徑大于所述中空管的截面半徑，所述模腔上內還突設有與所述定子的螺旋線相對應的第一突起，以對所述螺桿泵定子的螺旋線進行預成型。
[0009]第二成型模具，其與所述螺桿泵定子相對應，并包括成型上體和能與所述成型上體對應壓合的成型下體，所述第二成型模具具有與所述定子的螺旋線相對應的第二突起，以對所述螺桿泵定子的螺紋線進行成型，所述第二成型模具具有能對所述第一成型模具加工后的中空管內腔中注入壓力液的導流通道，以使所述成型上體和所述成型下體能對所述第一成型模具加工后的中空管進行定形。
[0010]優選地，所述第一成型模具包括沿其縱長方向延伸的第一本體，以及分別位于所述第一本體兩側且沿縱長方向相對的第二本體和第三本體，所述模腔由所述第一本體、所述第二本體以及所述第三本體包圍而成。
[0011]優選地，所述第一本體、所述第二本體以及所述第三本體一體式構造。
[0012]優選地，所述將中空管加工成螺桿泵定子的模具還包括上箱體和與所述上箱體能夠蓋合的下箱體，所述成型上體位于所述上箱體內，所述成型下體位于所述下箱體內，所述下箱體的上端面上具有凹槽，所述上箱體的下端面上具有與所述下箱體的凹槽對應的凸起，所述凸起能與所述凹槽卡合固定。
[0013]優選地，將中空管加工成螺桿泵定子的模具還包括位于所述成型下體一端的第一密封體以及位于所述成型上體一端且與所述第一密封體相對應的第二密封體，所述第一密封體能夠與所述第二密封體壓合密封，所述第一密封體與所述第二密封體的內表面均設有與所述第一成型模具加工后的中空管兩端形狀相對應的第一凹腔和第二凹腔。
[0014]優選地，所述將中空管加工成螺桿泵定子的模具還包括位于所述成型下體另一端的第三密封體以及位于所述成型上體另一端且與所述第三密封體相對應的第四密封體，所述第三密封體能夠與所述第四密封體壓合密封，所述第三密封體與所述第四密封體的內表面均設有與第一成型模具加工后的中空管兩端形狀相對應的第三凹腔和第四凹腔。
[0015]本發明還公開了一種將中空管加工成螺桿泵定子的模具的成型方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0016]將中空管擠入第一成型模具的模腔中；
[0017]第一成型模具對至少部分的中空管進行擠壓，并由第一成型模具的第一突起對中空管的內壁模壓；
[0018]旋轉裝置帶動中空管在第一成型模具的模腔內轉動，加工出預成型的螺紋線；
[0019]自第一成型模具中取出預定形狀的中空管，將預定形狀的中空管放入所述第二成型模具的成型下體中；
[0020]將成型上體壓合在成型下體上，并自導流通道向中空管內注入壓力液，以使預定形狀的中空管受壓膨脹成型為定子。
[0021]優選地，本發明還包括以下步驟:上箱體的凸起與下箱體的凹槽相互卡合，以使得所述上箱體與所述下箱體相互蓋合，在上箱體的四角上攻入固定件，使得上箱體與下箱體螺紋連接固定。
[0022]優選地，本發明還包括以下步驟:將預定形狀的中空管放置于第二成型模具的成型下體時，使預定形狀的中空管的兩端部分別放置于第一密封體和第三密封體的第一凹腔和第三凹腔內，使第二密封體與第四密封體分別蓋在第一密封體與第三密封體的上端面上，以使得第一密封體與第二密封體密封，第三密封體與第四密封體密封。
[0023]優選地，所述壓力液的壓力為250Mpa_350Mpa。
[0024]本發明的優點是:與現有技術相比，本發明將中空管加工成螺桿泵定子的模具利用模具進行預成型和成型兩次加工工藝來加工薄壁金屬定子，克服了車床、銑床以及鑄造等傳統加工工藝在對薄壁金屬定子加工精度不夠，定子易變形的缺陷。本發明具有結構簡單、操作方便、安全可靠的特點。
【附圖說明】
[0025]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本發明公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本發明的理解，并不是具體限定本發明各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本發明的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本發明。
[0026]圖1示出了本發明的第一成型模具的側視圖；
[0027]圖2示出了本發明的第一成型模具的俯視圖；
[0028]圖3示出了本發明的第一成型模具的剖面圖；
[0029]圖4示出了本發明的第二成型模具的結構示意圖。
[0030]以上附圖的附圖標記:1、模腔；2、型腔單元；3、窄徑部；4、寬徑部；5、第一突起；6、成型上體；7、成型下體；8、第二突起；9、導流通道；10、第一本體；11、第二本體；12、第三本體；13、上箱體；14、下箱體；15、第一密封體；151、第一凹腔；16、第二密封體；161、第二凹腔；17、第三密封體；171、第三凹腔；18、第四密封體；181、第四凹腔。
【具體實施方式】
[0031]結合附圖和本發明【具體實施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本發明的細節。但是，在此描述的本發明的【具體實施方式】，僅用于解釋本發明的目的，而不能以任何方式理解成是對本發明的限制。在本發明的教導下，技術人員可以構想基于本發明的任意可能的變形，這些都應被視為屬于本發明的范圍。
[0032]本發明提供了一種將中空管加工成螺桿泵定子的模具，其中所述螺桿泵定子(圖中未示出)沿其自身縱長方向具有多個依序連接的定子單元，每個定子單元具有沿垂直于縱長方向凹陷的凹陷部和沿垂直于縱長方向突出的凸出部，所述螺桿泵定子的內壁向其內部突設有繞所述螺桿泵定子的縱長方向螺旋延伸的螺旋線，其特征在于，所述模具包括:
[0033]第一成型模具，請參閱附圖2和附圖3，其包括沿縱長方向延伸的模腔1，所述模腔I具有多個依序連接的型腔單元2，每個所述型腔單元2具有窄徑部3和寬徑部4，所述窄徑部3的截面半徑小于所述凹陷部的截面半徑，所述寬徑部4的截面半徑大于所述中空管的截面半徑，所述模腔I內還突設有與所述定子的螺旋線相對應的第一突起5，以對所述螺桿泵定子的螺旋線進行預成型；
[0034]第二成型模具，請參閱附圖4，其與所述螺桿泵定子相對應，并包括成型上體6和能與所述成型上體6對應壓合的成型下體7，所述第二成型模具具有與所述定子的螺旋線相對應的第二突起8，以對所述螺桿泵定子的螺紋線進行成型，所述第二成型模具具有能對所述第一成型模具加工后的中空管內腔中注入壓力液的導流通道9，以使所述成型上體6和所述成型下體7能對所述第一成型模具加工后的中空管進行定形。
[0035]具體地，第一成型模具的模腔I大致呈“凹”字形，模腔I內繞其內壁環設有與金屬定子的螺旋線形狀相對應的第一突起5，第一突起5沿模腔I的縱長方向延伸。模腔I的內表面的窄徑部3和寬徑部4可以模壓中空管的壁面，使得圓柱形的中空管被模壓成具有帶螺旋的預定形狀中空管。
[0036]第二成型模具具有成型上體6和成型下體7，成型上體6與成型下體7能夠相互壓合，成型上體6與成型下體7的內表面上的第二突起8與螺桿泵的金屬定子螺旋線形狀相對應。第二成型模具具有能對第一成型模具加工后的中空管內腔中注入壓力液的導流通道9，向該導流通道9內注入壓力液，可以使得預成型后的中空管壁面與第二成型模具的成型上體6和成型下體7的表面貼合，進而使得該預定形狀的中空管最終成為螺桿泵的定子。
[0037]本發明利用模具進行預成型和成型兩次加工工藝來加工薄壁金屬定子，克服了車床、銑床以及鑄造等傳統加工