拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子與轉(zhuǎn)子的中心軸線共線；定子包括定子本體、定子葉片和定子葉冠，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子本體、轉(zhuǎn)子葉片和轉(zhuǎn)子葉冠，定子葉冠的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子本體外壁同軸套裝，若干個(gè)定子葉片沿周向傾斜設(shè)置于定子葉冠外壁與定子本體內(nèi)壁之間；若干個(gè)轉(zhuǎn)子葉片沿周向傾斜設(shè)置于轉(zhuǎn)子本體外壁與轉(zhuǎn)子葉冠內(nèi)壁之間，且定子葉片與轉(zhuǎn)子葉片的傾斜方向相同。本實(shí)用新型能夠降低渦輪鉆具轉(zhuǎn)速，使渦輪鉆具工作轉(zhuǎn)速區(qū)域變窄，提高了渦輪鉆具的過(guò)載能力。
【專利說(shuō)明】拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及石油、天然氣、煤層氣、頁(yè)巖氣開(kāi)采等領(lǐng)域的鉆探或地質(zhì)、鐵路、電 力、通訊等領(lǐng)域的鉆進(jìn)用井下渦輪鉆具，尤其是一種拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件， 屬于機(jī)械制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 渦輪鉆具是工業(yè)應(yīng)用最早的一種井下液動(dòng)馬達(dá)，其作用是將工作液的液體壓力能 量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能量，驅(qū)動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)以破碎井底巖石。渦輪鉆具是石油礦場(chǎng)常用的一種井下 動(dòng)力鉆具。由于由現(xiàn)有多級(jí)渦輪定轉(zhuǎn)子組合件構(gòu)成的渦輪鉆具轉(zhuǎn)速過(guò)高，鉆頭軸承或牙齒 磨損過(guò)快，一趟鉆的進(jìn)尺和純鉆時(shí)間比轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井低很多。
[0003] 鑒于上述現(xiàn)有渦輪鉆井技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本技術(shù)設(shè)計(jì)人基于長(zhǎng)期從事相關(guān)科研及 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)積極加以改進(jìn)和創(chuàng)新，以期實(shí)現(xiàn)一種壓降低、空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速 低、工作扭矩適中的拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型的目的是提供一種制動(dòng)扭矩大、水力損失小的拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí) 定轉(zhuǎn)子組合件。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，包 括同軸套裝的定子和轉(zhuǎn)子，所述定子與所述轉(zhuǎn)子的中心軸線共線；所述定子包括同軸設(shè)置 的圓筒狀定子本體、若干個(gè)定子葉片和圓環(huán)狀定子葉冠，所述轉(zhuǎn)子包括同軸設(shè)置的圓筒狀 轉(zhuǎn)子本體、若干個(gè)轉(zhuǎn)子葉片和圓環(huán)狀轉(zhuǎn)子葉冠，所述定子葉冠的內(nèi)壁與所述轉(zhuǎn)子本體外壁 同軸套裝，若干個(gè)所述定子葉片沿周向傾斜設(shè)置于所述定子葉冠外壁與所述定子本體內(nèi)壁 之間；若干個(gè)所述轉(zhuǎn)子葉片沿周向傾斜設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子本體外壁與所述轉(zhuǎn)子葉冠內(nèi)壁之 間。
[0006] 如上所述拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，其中，所述定子葉片中心線和轉(zhuǎn) 子葉片中心線在等徑圓柱面上的展開(kāi)線均為直線，該直線與通過(guò)定子和轉(zhuǎn)子的等值子午面 形成傾斜角；所述定子葉片的傾斜角與所述轉(zhuǎn)子葉片的傾斜角傾斜方向相同；在同一等徑 圓柱面上，所述定子葉片的傾斜角與所述轉(zhuǎn)子葉片的傾斜角大小相等。
[0007] 如上所述拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，其中，所述定子葉片的輪廓線包 括定子葉頂、定子葉底、定子葉片壓力面和定子葉片吸力面，所述轉(zhuǎn)子葉片的外輪廓線包括 轉(zhuǎn)子葉頂、轉(zhuǎn)子葉底、轉(zhuǎn)子葉片壓力面和轉(zhuǎn)子葉片吸力面，所述定子葉片和轉(zhuǎn)子葉片的拉伸 截面各有一個(gè)，所述定子葉片的拉伸截面為所述定子葉底或定子葉頂與其等徑圓柱面的截 面；所述轉(zhuǎn)子葉片的拉伸截面為所述轉(zhuǎn)子葉底或轉(zhuǎn)子葉頂與其等徑圓柱面的截面。
[0008] 如上所述拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，其中，所述定子葉片和轉(zhuǎn)子葉片 的拉伸引導(dǎo)線各有一條，所述定子葉片的拉伸引導(dǎo)線為沿所述定子本體的徑向垂直于所述 定子葉片的后緣中點(diǎn)的直線；所述轉(zhuǎn)子葉片的拉伸引導(dǎo)線為沿所述轉(zhuǎn)子本體的徑向垂直于 所述轉(zhuǎn)子葉片的前緣中點(diǎn)的直線。
[0009] 如上所述拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，其中，各所述定子葉片或各所述 轉(zhuǎn)子葉片的周向厚度沿各自徑向大小相等。
[0010] 如上所述拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，其中，各所述定子葉片或各轉(zhuǎn)子 葉片的軸向高度沿各自徑向大小相等。
[0011] 如上所述拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，其中，所述定子葉片后緣的拉伸 引導(dǎo)線指向所述定子本體的半徑方向；所述轉(zhuǎn)子葉片前緣的拉伸引導(dǎo)線指向所述轉(zhuǎn)子本體 的半徑方向。
[0012] 本實(shí)用新型的定子葉片及轉(zhuǎn)子葉片的葉型均為拉伸形成，葉片前緣薄、葉片后緣 厚，即定子葉片為由在定子葉底等徑圓柱面上的葉片三維設(shè)計(jì)曲面沿后緣中點(diǎn)葉片曲面徑 向垂線拉伸到葉頂?shù)葟綀A柱面形成，或定子葉片為由在定子葉頂?shù)葟綀A柱面上的葉片三維 設(shè)計(jì)曲面沿后緣中點(diǎn)葉片曲面徑向垂線拉伸到葉底等徑圓柱面形成；轉(zhuǎn)子葉片為由在轉(zhuǎn)子 葉底等徑圓柱面上的葉片三維設(shè)計(jì)曲面沿前緣中點(diǎn)葉片曲面徑向垂線拉伸到葉頂?shù)葟綀A 柱面形成，或轉(zhuǎn)子葉片為由在轉(zhuǎn)子葉頂?shù)葟綀A柱面上的葉片三維設(shè)計(jì)曲面沿前緣中點(diǎn)葉片 曲面徑向垂線拉伸到葉底等徑圓柱面形成。每一葉片形似一楔子。所述定子葉片和轉(zhuǎn)子 葉片的拉伸截面各有一個(gè)，分別是在定子葉底或葉頂?shù)葟綀A柱面上的葉片三維設(shè)計(jì)曲面、 在轉(zhuǎn)子葉底或葉頂?shù)葟綀A柱面上的葉片三維設(shè)計(jì)曲面；所述定子葉片和轉(zhuǎn)子葉片的拉伸引 導(dǎo)線也各有一條，分別是經(jīng)過(guò)定子葉片后緣中點(diǎn)的葉片曲面徑向垂線、經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子葉片前緣 中點(diǎn)的葉片曲面徑向垂線。所述定子葉片或轉(zhuǎn)子葉片的周向厚度沿拉伸引導(dǎo)線不變、軸向 高度沿徑向相等。所述定子葉片中心線或轉(zhuǎn)子葉片中心線在等徑圓柱面上的展開(kāi)線均為 直線，該直線與等值子午面形成傾斜角（又稱安裝角）；與定子、轉(zhuǎn)子同中心軸線的等徑圓 柱面上的定子葉片傾斜角與轉(zhuǎn)子葉片傾斜角，方向相同，大小相等，且沿徑向相等。所述定 子葉片后緣拉伸引導(dǎo)線、轉(zhuǎn)子葉片前緣拉伸引導(dǎo)線均指向半徑方向。所述定子或轉(zhuǎn)子葉片 壓力面和吸力面與等I值（I值是渦輪制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子葉片前緣與后緣之間任一與定子或轉(zhuǎn) 子軸線垂直的平面與前緣和后緣的相對(duì)位置；當(dāng)該平面與前緣最高點(diǎn)處于相同位置時(shí)I = 〇.〇,當(dāng)該平面與后緣最高點(diǎn)處于相同位置時(shí)I = 1.0)子午面的兩條相貫直線與定子或轉(zhuǎn) 子半徑方向平行。
[0013] 所述定子葉片和轉(zhuǎn)子葉片的拉伸引導(dǎo)線除前述經(jīng)過(guò)定子葉片后緣中點(diǎn)的葉片曲 面徑向垂線、經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子葉片前緣中點(diǎn)的葉片曲面徑向垂線外各有另一條：它們分別是是經(jīng) 過(guò)定子葉片后緣上除后緣中點(diǎn)外的其它任何一點(diǎn)的葉片曲面徑向垂線、經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子葉片前緣 上除前緣中點(diǎn)外的其它任何一點(diǎn)的葉片曲面徑向垂線。
[0014] 本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 本實(shí)用新型拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制動(dòng)扭矩大、水力損 失小，一定數(shù)量拉伸水力制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子與一定數(shù)量渦輪定轉(zhuǎn)子組合裝配在一起可以顯著降 低渦輪鉆具空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速及工作轉(zhuǎn)速，提高渦輪鉆具的工作時(shí)間、過(guò)載能力、在低轉(zhuǎn)速下工作的 穩(wěn)定性和渦輪鉆井進(jìn)尺。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來(lái)限制本實(shí)用新型公開(kāi)的 范圍。另外，圖中各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對(duì)本實(shí)用新型的理 解，并不是具體限定本實(shí)用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新 型的導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的狀和比例尺寸來(lái)實(shí)施本實(shí)用新型。
[0017] 圖1為本實(shí)用新型拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件實(shí)施例一剖面結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0018] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的定子剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的定子立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的定子葉片沿葉頂?shù)葟綀A柱面展開(kāi)示意圖；
[0021] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的定子沿I = 0. 5的等值子午面剖切示意圖；
[0022] 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)子剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)子立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)子葉片沿葉頂?shù)葟綀A柱面展開(kāi)示意圖；
[0025] 圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)子沿I = 0. 5的等值子午面剖切示意圖；
[0026] 圖10為本實(shí)用新型拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件實(shí)施例的立體局部剖切 結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0028] 1-轉(zhuǎn)子；101-轉(zhuǎn)子本體；102-轉(zhuǎn)子葉片；103-轉(zhuǎn)子葉冠；104-凸臺(tái)；105-轉(zhuǎn)子 葉片吸力面；106-轉(zhuǎn)子葉片壓力面；107-轉(zhuǎn)子葉頂；108-轉(zhuǎn)子葉底；109-轉(zhuǎn)子葉片前緣； 110-轉(zhuǎn)子葉片后緣。
[0029] 2-定子；201-定子本體；202-定子葉片；203-定子葉冠；204-定子葉片壓力面； 205-定子葉片吸力面；207-定子葉頂；208-定子葉底；209-定子葉片前緣；210-定子葉片 后緣。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 結(jié)合附圖和本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實(shí)用新型的 細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，僅用于解釋本實(shí)用新型的目的，而不 能以任何方式理解成是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想 基于本實(shí)用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0031] 請(qǐng)參考圖1至圖10,圖1為本實(shí)用新型拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件實(shí)施 例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的定子剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新 型實(shí)施例的定子立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的定子葉片沿葉頂?shù)葟綀A柱面 展開(kāi)不意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的定子沿I = 0. 5的等值子午面剖切不意圖；圖6為 本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)子剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)子立體結(jié)構(gòu)示意 圖；圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)子葉片沿葉頂?shù)葟綀A柱面展開(kāi)示意圖；圖9為本實(shí)用新 型實(shí)施例的轉(zhuǎn)子沿I = 〇. 5的等值子午面剖切示意圖；圖10為本實(shí)用新型拉伸楔子形葉片 制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件實(shí)施例的立體局部剖切結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 如圖1至圖10所示，本實(shí)用新型提出的拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，包 括同軸套裝的定子2和轉(zhuǎn)子1，定子2與轉(zhuǎn)子1的中心軸線共線；如圖2至圖5所示，定子2 包括同軸設(shè)置的圓筒狀定子本體201、若干個(gè)定子葉片202和圓環(huán)狀定子葉冠203。若干個(gè) 定子葉片202沿定子本體201的內(nèi)圓周表面均勻布設(shè)，定子葉冠203的外壁與定子葉片202 的葉底相連接，使得定子本體201、若干個(gè)定子葉片202和定子葉冠203形成一體結(jié)構(gòu)的定 子2。若干個(gè)定子葉片202沿定子本體201周向傾斜設(shè)置于所述定子葉冠203外壁與定子 本體201內(nèi)壁之間。如圖6至圖9所示，轉(zhuǎn)子1包括同軸設(shè)置的圓筒狀轉(zhuǎn)子本體101、若干 個(gè)轉(zhuǎn)子葉片102和圓環(huán)狀轉(zhuǎn)子葉冠103,在轉(zhuǎn)子本體101的一端外周設(shè)有徑向凸出的凸臺(tái) 104,若干個(gè)轉(zhuǎn)子葉片102沿轉(zhuǎn)子本體101的外圓周表面均勻布設(shè)，轉(zhuǎn)子葉冠103套接于轉(zhuǎn) 子葉片102的葉頂，使得轉(zhuǎn)子本體101、葉片102、轉(zhuǎn)子葉冠103形成一體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子1。如 圖1所示，定子葉冠203的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子本體101外壁同軸套裝，且定子本體201與轉(zhuǎn)子本體 101中軸線共軸，即定子葉冠203的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子本體101外壁同軸套合，使得定子2與轉(zhuǎn)子 1配合安裝。
[0033] 在本實(shí)用新型中，定子葉片202及轉(zhuǎn)子葉片102的葉型均為拉伸形成。如圖3所 示，定子葉片202鄰接定子本體201的一側(cè)為定子葉頂207,而其鄰接定子葉冠203的一側(cè) 為定子葉底208。在定子葉頂207與定子葉底208之間具有任意多個(gè)與定子本體201和 定子葉冠203共中心軸線的圓柱面，每個(gè)圓柱面稱之為等徑圓柱面。定子葉頂207與定子 葉底208之間的任一等徑圓柱面與定子葉頂207及定子葉底208的相對(duì)位置用S值表示， 0彡S彡1. 0 :當(dāng)?shù)葟綀A柱面與定子葉底208所在圓柱面重合時(shí)S = 0. 0,當(dāng)?shù)葟綀A柱面與 定子葉頂207所在圓柱面重合時(shí)S = 1.0。相應(yīng)的，如圖7所示，轉(zhuǎn)子葉片102鄰接轉(zhuǎn)子本 體101的一側(cè)為轉(zhuǎn)子葉底108,而其鄰接轉(zhuǎn)子葉冠103的一側(cè)為轉(zhuǎn)子葉頂107,在轉(zhuǎn)子葉頂 107與轉(zhuǎn)子葉底108之間具有任意多個(gè)與轉(zhuǎn)子本體101和轉(zhuǎn)子葉冠103共中心軸線的圓柱 面，每個(gè)圓柱面也稱之為等徑圓柱面。轉(zhuǎn)子葉頂107與轉(zhuǎn)子葉底108之間的任一等徑圓柱 面與轉(zhuǎn)子葉頂107及轉(zhuǎn)子葉底108的相對(duì)位置用S值表示，0彡S彡1. 0 :當(dāng)?shù)葟綀A柱面與 轉(zhuǎn)子葉底108所在圓柱面重合時(shí)S = 0. 0,當(dāng)?shù)葟綀A柱面與轉(zhuǎn)子葉頂107所在圓柱面重合時(shí) S = 1. 0。由于定子2與轉(zhuǎn)子1上下共中心軸線套裝疊合設(shè)置，因此在等S值的定子2上的 等徑圓柱面與轉(zhuǎn)子1上的等徑圓柱面為同一等徑圓柱面。
[0034] 在本實(shí)用新型中，與定子2和轉(zhuǎn)子1的中心軸線垂直相交的平面稱之為子午面。 如圖5所示，在定子葉片202的上端（入口）和下端（出口）之間的子午面與上端及下端 的相對(duì)位置用I值表示，0 < I < 1. 0。其中，等I值的子午面稱為等值子午面：當(dāng)?shù)戎底?午面與定子葉片202的上端相切時(shí)I = 0. 0,當(dāng)?shù)戎底游缑媾c定子葉片202的下端相切時(shí)I =1.0。相應(yīng)的，如圖9所示，在轉(zhuǎn)子葉片102的上端（入口）和下端（出口）之間的子午 面與上端及下端的相對(duì)位置用I值表示，〇. 〇 < I < 1. 0。其中，等I值的子午面也稱為等 值子午面：當(dāng)?shù)戎底游缑媾c轉(zhuǎn)子葉片102的上端相切時(shí)I = 0. 0,當(dāng)?shù)戎底游缑媾c轉(zhuǎn)子葉片 102的下端相切時(shí)I = 1.0。
[0035] 如圖2至圖9所示，定子葉片202及轉(zhuǎn)子葉片102均為拉伸形成的葉片，且定子葉 片202中心線及轉(zhuǎn)子葉片102中心線分別與各自的等值子午面形成一傾斜角（又稱安裝 角），且等徑圓柱面上的定子葉片傾斜角β 12與轉(zhuǎn)子葉片傾斜角Pu，方向相同，大小相等， 且沿徑向（由內(nèi)向外）相等。
[0036] 進(jìn)一步的，如圖4、圖8所示，定子葉片202沿其等徑圓柱面的展開(kāi)輪廓線呈一端厚 度大于另一端厚度的楔形；轉(zhuǎn)子葉片102沿其等徑圓柱面的展開(kāi)輪廓線呈一端厚度大于另 一端厚度的楔形。其中，轉(zhuǎn)子葉片前緣109、定子葉片前緣209較薄、轉(zhuǎn)子葉片后緣110、定 子葉片后緣210較厚。
[0037] 進(jìn)一步的，如圖4、圖8所示，在任一等徑圓柱面上，定子葉片202的前緣209和后 緣210 (在葉頂?shù)葟綀A柱面上的前緣圓弧半徑為r21，后緣圓弧半徑為r22，且r21彡r 22)分別 與吸力面205、壓力面204的輪廓線相切；轉(zhuǎn)子葉片102的前緣109和后緣110 (在葉頂?shù)?徑圓柱面上的前緣圓弧半徑rn，后緣圓弧半徑為r12，且rn彡r 12)分別與吸力面105、壓力 面106的輪廓線相切。這樣可以大大降低水力損失。
[0038] 進(jìn)一步的，定子葉片202的外輪廓線包括定子葉頂207、定子葉底208、定子葉片 壓力面204和定子葉片吸力面205 ;轉(zhuǎn)子葉片102的外輪廓線包括轉(zhuǎn)子葉頂107、轉(zhuǎn)子葉底 108、轉(zhuǎn)子葉片壓力面106和轉(zhuǎn)子葉片吸力面105。定子葉片202和轉(zhuǎn)子葉片102的拉伸截 面各有一個(gè)，定子葉片202的拉伸截面為定子葉底208或定子葉頂207與其等徑圓柱面的 截面；轉(zhuǎn)子葉片102的拉伸截面為轉(zhuǎn)子葉底108或轉(zhuǎn)子葉頂107與其等徑圓柱面的截面。
[0039] 進(jìn)一步的，定子葉片202和轉(zhuǎn)子葉片102的拉伸引導(dǎo)線各有一條，定子葉片202 的拉伸引導(dǎo)線為沿定子本體201的徑向垂直于定子葉片202的后緣中點(diǎn)的直線；轉(zhuǎn)子葉片 102的拉伸引導(dǎo)線為沿轉(zhuǎn)子本體101的徑向垂直于轉(zhuǎn)子葉片102的前緣中點(diǎn)的直線。
[0040] 進(jìn)一步的，各定子葉片202或各轉(zhuǎn)子葉片102的周向厚度沿其拉伸引導(dǎo)線相等、軸 向高度沿各自徑向相等。在本實(shí)施例中，如圖1、圖2及圖6所示，拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定 子2及轉(zhuǎn)子1的軸向高度為L(zhǎng) = 20?60mm ;制動(dòng)級(jí)定子外徑為Dse = 50?300mm，制動(dòng)級(jí) 轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為= 20?200_。
[0041] 進(jìn)一步的，定子葉片后緣210的拉伸引導(dǎo)線指向定子本體201的半徑方向；轉(zhuǎn)子葉 片前緣109的拉伸引導(dǎo)線指向轉(zhuǎn)子本體101的半徑方向。
[0042] 進(jìn)一步的，如圖1、圖2及圖6所示，拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)轉(zhuǎn)子葉冠103的內(nèi)圓環(huán) 通道及定子本體201的內(nèi)圓周壁構(gòu)成流體流道。轉(zhuǎn)子葉冠103的內(nèi)圓周直徑等于定子 本體201的內(nèi)圓周直徑Dsl，即該定轉(zhuǎn)子組合的流道外gDi = = Dsl ;轉(zhuǎn)子本體101的凸 臺(tái)104的外圓周直徑1\2等于定子葉冠203的外圓周直徑Ds2，即該定轉(zhuǎn)子組合的流道內(nèi)徑 D2 = = Ds2 ;流道外徑Di與流道內(nèi)徑D2的算術(shù)平均值為平均流道直徑D ;流道外徑Di與 流道內(nèi)徑D2之差的一半為流道寬度h =匕=hs，h = (Di-Dd/2 = 5. 0?100. 0mm。
[0043] 進(jìn)一步的，如圖3和圖7所示，拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定子葉片202的葉片個(gè)數(shù)n2 與轉(zhuǎn)子葉片101的葉片個(gè)數(shù)h分別為ηι = 10?60個(gè)，n2 = 10?60個(gè)，以滿足不同工況 需求。
[0044] 進(jìn)一步的，如圖4和圖8所示，拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定子葉片202及轉(zhuǎn)子葉片 102都是通過(guò)拉伸生成的，且在任一等徑圓柱面上定子葉片202的安裝角β 12與轉(zhuǎn)子葉片 102的安裝角β u相等，取值范圍10°彡β u = β 12彡90°。轉(zhuǎn)子葉冠103的軸向高度為 Q，即1^山2 = 8?19mm ;定子葉冠203軸向高度為L(zhǎng)2，即L2 = 8?19mm。轉(zhuǎn)子葉片102的 軸向高度為氏，氏=8?19mm ;定子葉片202的軸向高度為H2, H2 = 8?19mm。轉(zhuǎn)子葉片 102壓力面106與吸力面105之間的夾角為外，〇°彡外5￡1〇°;定子葉片202壓力面204與 吸力面205之間的夾角為死，0°<死<10'相鄰兩個(gè)定子葉片202之間的節(jié)距t2或相鄰 兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片101之間的節(jié)距h分別為h = 3. 0?10. 0mm，t2 = 3. 0?10. 0mm,節(jié)距心 與節(jié)距&可以取不同值。
[0045] 進(jìn)一步的，如圖5和圖9所示，所述定子葉片或轉(zhuǎn)子葉片與I = 0. 5的等值子午面 相切，定子或轉(zhuǎn)子葉片壓力面和吸力面與等值子午面的兩條相貫直線與定子或轉(zhuǎn)子半徑方 向平行。
[0046] 本實(shí)用新型在使用時(shí)，拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)轉(zhuǎn)子1的葉片102等同于定子2的 葉片202在軸向的旋轉(zhuǎn)延長(zhǎng)（定子葉片與轉(zhuǎn)子葉片的安裝角相同），當(dāng)水力制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組 合件與渦輪級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件安裝在同一根主軸上，工作液流經(jīng)定轉(zhuǎn)子組合件時(shí)，渦輪級(jí)轉(zhuǎn) 子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭矩，水力制動(dòng)級(jí)轉(zhuǎn)子被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。由于制動(dòng)級(jí)定子葉片的傾斜方向與渦輪 級(jí)定子葉片的傾斜方向是相反的，因此從制動(dòng)級(jí)定子流出的工作液將對(duì)制動(dòng)級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的 旋轉(zhuǎn)起阻礙作用，亦即對(duì)渦輪鉆具主軸不僅不能產(chǎn)生工作扭矩，而且要消耗扭矩，從而使主 軸的轉(zhuǎn)速有所降低。同時(shí)，制動(dòng)級(jí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有如軸流泵的工作輪，能協(xié)助鉆井泵對(duì)工作液 體加壓，起到調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的作用（降低總壓降）。
[0047] 綜上所述，本實(shí)用新型通過(guò)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組 合件能夠降低渦輪鉆具轉(zhuǎn)速，使渦輪鉆具工作轉(zhuǎn)速區(qū)域變窄，提高了渦輪鉆具的過(guò)載能力。 [〇〇48] 針對(duì)上述各實(shí)施方式的詳細(xì)解釋，其目的僅在于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行解釋，以便于 能夠更好地理解本實(shí)用新型，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對(duì)本實(shí)用新型的限 制，特別是，在不同的實(shí)施方式中描述的各個(gè)特征也可以相互任意組合，從而組成其他實(shí)施 方式，除了有明確相反的描述，這些特征應(yīng)被理解為能夠應(yīng)用于任何一個(gè)實(shí)施方式中，而并 不僅局限于所描述的實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1. 一種拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，包括同軸套裝的定子和轉(zhuǎn)子，所述定子 與所述轉(zhuǎn)子的中心軸線共線；所述定子包括同軸設(shè)置的圓筒狀定子本體、若干個(gè)定子葉片 和圓環(huán)狀定子葉冠，所述轉(zhuǎn)子包括同軸設(shè)置的圓筒狀轉(zhuǎn)子本體、若干個(gè)轉(zhuǎn)子葉片和圓環(huán)狀 轉(zhuǎn)子葉冠，所述定子葉冠的內(nèi)壁與所述轉(zhuǎn)子本體外壁同軸套裝，其特征在于：若干個(gè)所述定 子葉片沿周向傾斜設(shè)置于所述定子葉冠外壁與所述定子本體內(nèi)壁之間，若干個(gè)所述轉(zhuǎn)子葉 片沿周向傾斜設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子本體外壁與所述轉(zhuǎn)子葉冠內(nèi)壁之間；所述定子葉片中心線和 轉(zhuǎn)子葉片中心線在等徑圓柱面上的展開(kāi)線均為直線，該直線與通過(guò)定子和轉(zhuǎn)子的等值子午 面形成傾斜角；所述定子葉片的傾斜角與所述轉(zhuǎn)子葉片的傾斜角傾斜方向相同； 在同一等徑圓柱面上，所述定子葉片的傾斜角與所述轉(zhuǎn)子葉片的傾斜角大小相等； 所述定子葉片的外輪廓線包括定子葉頂、定子葉底、定子葉片壓力面和定子葉片吸力 面，所述轉(zhuǎn)子葉片的外輪廓線包括轉(zhuǎn)子葉頂、轉(zhuǎn)子葉底、轉(zhuǎn)子葉片壓力面和轉(zhuǎn)子葉片吸力 面，所述定子葉片和轉(zhuǎn)子葉片的拉伸截面各有一個(gè)，所述定子葉片的拉伸截面為所述定子 葉底或定子葉頂與其等徑圓柱面的截面；所述轉(zhuǎn)子葉片的拉伸截面為所述轉(zhuǎn)子葉底或轉(zhuǎn)子 葉頂與其等徑圓柱面的截面； 所述定子葉片和轉(zhuǎn)子葉片的拉伸引導(dǎo)線各有一條，所述定子葉片的拉伸引導(dǎo)線為沿所 述定子本體的徑向垂直于所述定子葉片的后緣中點(diǎn)的直線；所述轉(zhuǎn)子葉片的拉伸引導(dǎo)線為 沿所述轉(zhuǎn)子本體的徑向垂直于所述轉(zhuǎn)子葉片的前緣中點(diǎn)的直線。
2. 如權(quán)利要求1所述拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，其特征在于：各所述定子 葉片或各所述轉(zhuǎn)子葉片的周向厚度沿各自徑向大小相等。
3. 如權(quán)利要求1所述拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，其特征在于：各所述定子 葉片或各所述轉(zhuǎn)子葉片的軸向高度沿各自徑向大小相等。
4. 如權(quán)利要求1所述拉伸楔子形葉片制動(dòng)級(jí)定轉(zhuǎn)子組合件，其特征在于：所述定子葉 片后緣的拉伸引導(dǎo)線指向所述定子本體的半徑方向；所述轉(zhuǎn)子葉片前緣的拉伸引導(dǎo)線指向 所述轉(zhuǎn)子本體的半徑方向。
【文檔編號(hào)】F03B3/16GK203867763SQ201420269284
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】譚春飛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)