RU2798263C1

RU2798263C1 - Electrode unit for electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of a tubular billet of a single-screw pump

Info

Publication number: RU2798263C1
Application number: RU2022122364A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Наилевич Хайруллин; Игорь Александрович Мочалин; Сергей Владимирович Мезенцев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис"
Filing date: 2022-08-17
Publication date: 2023-06-20

Abstract

FIELD: petroleum engineering.

SUBSTANCE: equipment for electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of a tubular workpiece of a single-screw pump for the manufacture of stators without an elastomer lining used in single-screw pumps for oil production from wells.

EFFECT: increasing the speed of electrochemical processing, reducing power consumption, increasing the accuracy of processing by improving heat removal, creating additional turbulence and increasing the efficiency of entrainment and cleaning of metal sludge from the interelectrode gap with an electrolyte flow to prevent short circuits in the interelectrode gap.

4 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения, а именно к оборудованию для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса для изготовления статоров без обкладки из эластомера (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин. The invention relates to the field of petroleum engineering, and in particular to equipment for electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of a tubular workpiece of a single-screw pump for the manufacture of stators without an elastomer lining (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump) used in single-screw pumps for oil production from wells .

Винтовые насосы для добычи нефти (Progressing Cavity Pump, РСР), или насосы Муано появились в 30-е годы XX века во Франции, а винтовые насосы для добычи нефти, в которых статор выполнен без обкладки из эластомера (известные под названием Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump) появились в 20-е годы XXI века в Канаде и США (US 10676992, 09.06.2020), патентообладатель - Infocus Energy Services Inc. (CA).Screw pumps for oil production (Progressing Cavity Pump, PCP), or Moineau pumps appeared in France in the 30s of the XX century, and screw pumps for oil production, in which the stator is made without an elastomer lining (known as Metal-to- Metal Progressing Cavity Pump) appeared in the 20s of the XXI century in Canada and the USA (US 10676992, 06/09/2020), the patent holder is Infocus Energy Services Inc. (CA).

Для такой системы необходима надежная работа с длительным ресурсом. Скорость износа гидравлических насосов становится прогрессирующей при высоком содержании песка и/или обратном выносе проппанта. Практика показала, что большинство отказов героторных гидравлических насосов происходит из-за износа и разрушения обкладки из эластомера в статоре. Обкладки из эластомера в статоре обычно выходят из строя (отказ насоса - "клин" или "отсутствие подачи") из-за высоких механических нагрузок, износа вследствие эрозии и истирания, несовместимости жидкостей, высокой температуры, шламования рабочих пар песком и/или парафинами.Such a system requires reliable operation with a long service life. The wear rate of hydraulic pumps becomes progressive with high sand content and/or proppant flowback. Practice has shown that most failures of gerotor hydraulic pumps are due to wear and tear of the elastomer lining in the stator. The elastomer linings in the stator usually fail (pump failure - "wedge" or "lack of supply") due to high mechanical loads, wear due to erosion and abrasion, incompatibility of fluids, high temperature, sludge of working pairs with sand and / or paraffins.

При работе с высоким перепадом давления и прогрессирующей эрозии внутренние утечки увеличиваются, производительность системы снижается, а ресурс уменьшается. Применением гидравлического принципа работы является винтовой героторный насос для подъема нефти из продуктивного пласта на поверхность через насосно-компрессорные трубы (НКТ).When operating with a high pressure drop and progressive erosion, internal leaks increase, system performance decreases, and resource decreases. An application of the hydraulic principle of operation is a screw gerotor pump for lifting oil from a reservoir to the surface through tubing.

Для такого применения ротор насоса может приводиться в действие погружным двигателем в скважине (для глубинного насоса) или поверхностным агрегатом, вращающим шток, соединенный с ротором насоса.For such an application, the pump rotor can be driven by a submersible motor in the well (for a submersible pump) or by a surface unit rotating a rod connected to the pump rotor.

На промыслах России применяют винтовые насосы компаний KUDU (СА), NETZSCH (DE), Weatherford (US), Schoeller-Bleckmann (AU), Schlumberger (US), Радиус-Сервис (RU).Screw pumps from KUDU (CA), NETZSCH (DE), Weatherford (US), Schoeller-Bleckmann (AU), Schlumberger (US), Radius-Service (RU) are used in Russian fields.

В России месторождения высоковязкой нефти (вязкость более 30 мПа⋅с) расположены в Западно-Сибирской (55%), Волго-Уральской (25%) и Тимано-Печорской (20%) нефтегазоносных провинциях (НГП), ее геологические запасы оцениваются в диапазоне от 8,5 до 11,0 млрд. т.In Russia, high-viscosity oil fields (viscosity over 30 mPa⋅s) are located in the West Siberian (55%), Volga-Ural (25%) and Timan-Pechora (20%) oil and gas provinces (OGP), its geological reserves are estimated in the range from 8.5 to 11.0 billion tons

Известно устройство для электрохимической обработки необработанной внутренней поверхности, образующей осевое отверстие трубчатой заготовки, содержащее:A device for electrochemical processing of the raw inner surface, forming the axial hole of the tubular workpiece, containing:

средство для поддержки указанной заготовки; электродный инструмент, включающий в себя множество примыкающих по окружности канавок, имеющих между собой канавки, проходящие между его противоположными в осевом направлении передним и задним краями; средство для перемещения инструмента в осевом направлении через отверстие заготовки между передним и задним краями заготовки; средство для приведения в действие заготовки и инструмента для воздействия на анод и катод соответственно; средство для направления жидкого электролита через отверстие вокруг инструмента для электрохимической обработки незавершенного отверстия с образованием желобчатого отверстия позади заднего края инструмента; и средство для герметизации инструмента, примыкающего к его заднему краю к заготовке, для герметизации от протекания электролита через нее, чтобы изолировать поток электролита в незавершенном отверстии, когда инструмент проходит через него.means for supporting said blank; an electrode tool including a plurality of circumferentially adjacent grooves having grooves therebetween extending between its axially opposite front and rear edges; means for moving the tool in an axial direction through the opening of the workpiece between the front and rear edges of the workpiece; means for actuating the workpiece and the tool to act on the anode and cathode, respectively; means for guiding the liquid electrolyte through the hole around the electrochemical processing tool of the incomplete hole to form a grooved hole behind the rear end of the tool; and means for sealing the tool, adjacent its trailing edge to the workpiece, for sealing against the flow of electrolyte through it, so as to isolate the flow of electrolyte in the unfinished hole when the tool passes through it.

Уплотнительное средство неподвижно прикреплено к инструменту рядом с его задним краем для перемещения с ним и дополняется рифленым отверстием для герметизации протекающего через него электролита.The sealing means is fixedly attached to the instrument near its trailing edge for movement with it, and is complemented by a knurled opening to seal the electrolyte flowing through it.

Устройство содержит средство для направления жидкости за задний край инструмента, при этом уплотнительное средство является эффективным для отделения указанной жидкости от электролита на заднем крае инструмента.The device comprises a means for directing the liquid beyond the rear edge of the tool, wherein the sealing means is effective in separating said liquid from the electrolyte at the rear edge of the tool.

Устройство, в котором жидкость представляет собой промывочную жидкость для вымывания рассеянного электролита из рифленого отверстия, когда инструмент проходит через незавершенное отверстие во время электрохимической обработки.A device in which the liquid is a flushing liquid for flushing out the scattered electrolyte from the grooved hole as the tool passes through the unfinished hole during electrochemical processing.

Средство направления жидкости является эффективным для направления жидкости под давлением, чтобы компенсировать давление электролита на противоположных сторонах уплотнительного средства.The fluid guiding means is effective in guiding pressurized fluid to compensate for the pressure of the electrolyte on opposite sides of the sealing means.

Уплотнительное средство содержит заднюю направляющую, скрепленную с задним краем инструмента и включающую множество примыкающих по окружности направляющих канавок, имеющих канавки между ними, при этом направляющие канавки больше, чем канавки инструмента для уплотнения рифленого отверстия.The sealing means comprises a rear guide fastened to the rear edge of the tool and including a plurality of circumferentially adjacent guide grooves having grooves therebetween, the guide grooves being larger than the grooves of the tool for sealing the corrugated hole.

Уплотнительное средство содержит внешнюю направляющую, неподвижно соединенную с ближним краем заготовки и включающую множество примыкающих по окружности внутренних канавок, имеющих между собой канавки, при этом внутренние канавки комплементарны задним направляющим канавкам для герметизации против протекания электролита и жидкости между ними.The sealing means contains an external guide fixedly connected to the near edge of the workpiece and including a plurality of internal grooves adjoining along the circumference, having grooves between them, while the internal grooves are complementary to the rear guide grooves for sealing against the flow of electrolyte and liquid between them.

Канавки внешней направляющей имеют такую же спиральную форму для самовращения указанного инструмента, когда инструмент проходит в осевом направлении через заготовку.The grooves of the outer guide are of the same helical shape to self-rotate said tool as the tool passes axially through the workpiece.

Инструмент выполнен полым в передней части для пропуска через него электролита.The tool is made hollow in the front part to pass electrolyte through it.

Инструмент содержит заднюю направляющую с канавками, неподвижно соединенную с его задним краем и имеющую размеры, обеспечивающие герметизацию отверстия с канавками во время электрохимической обработки, и переднюю направляющую с канавками, неподвижно соединенную с его передним краем и имеющую размер скользящего зацепления с незавершенным отверстием, и передняя и задняя направляющие поддерживают рифленый инструмент в осевом направлении между собой для центрирования инструмента внутри заготовки для поддержания равномерного зазора между канавками инструмента и внутренней поверхностью заготовки во время электрохимической обработки (US 6413407, 02.07.2002).The tool contains a rear grooved guide fixedly connected to its rear edge and having dimensions that ensure sealing of the grooved hole during electrochemical processing, and a grooved front guide fixedly connected to its front edge and having the size of a sliding engagement with an unfinished hole, and a front and rear guides support the corrugated tool in the axial direction between themselves to center the tool inside the workpiece to maintain a uniform gap between the tool grooves and the inner surface of the workpiece during electrochemical processing (US 6413407, 02.07.2002).

Недостатком известного электрода является недостаточная эффективность защиты от коротких замыканий и механических повреждений, что объясняется тем, что электрод, закрепленный на приводной штанге (длиной до 5500 мм), вдвигается в отверстие трубчатой заготовки, расположенной перед электродом, при этом из-за трения устройства уплотнения заднего края электрода в винтовом отверстии заготовки происходит потеря устойчивости приводной штанги, разрушение электрической изоляции и возникновение неизолированных поверхностей, через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, вследствие этого не обеспечивается ресурс электрода и повышение точности обработки, а также возможность уменьшения расхода электроэнергии.A disadvantage of the known electrode is the lack of protection against short circuits and mechanical damage, which is explained by the fact that the electrode fixed on the drive rod (up to 5500 mm long) is pushed into the hole of the tubular workpiece located in front of the electrode, while due to the friction of the sealing device of the rear edge of the electrode in the screw hole of the workpiece, there is a loss of stability of the drive rod, the destruction of electrical insulation and the appearance of uninsulated surfaces through which significant currents flow, shunting the operating current in the interelectrode gap, as a result, the life of the electrode is not ensured and the accuracy of processing is increased, as well as the possibility of reducing consumption electricity.

Недостатки известного электрода объясняются тем, что площадь поперечного сечения, которую удаляют во время электрохимического фрезерования необработанной внутренней поверхности осевого отверстия трубчатой заготовки, достаточно велика, постоянный ток составляет 30000 ампер при напряжении 25 вольт, при этом поток электролита, прокачиваемого против направления движения электрода, подающегося в межэлектродный промежуток и проходящего далее через отверстия электрода, не обеспечивает улучшения теплоотвода, что увеличивает вероятность потери устойчивости и возникновения неизолированных поверхностей, через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, вследствие этого не обеспечивается длительный (без износа) ресурс электрода, используемого в качестве катода.The disadvantages of the known electrode are explained by the fact that the cross-sectional area that is removed during electrochemical milling of the raw inner surface of the axial hole of the tubular workpiece is large enough, the direct current is 30,000 amperes at a voltage of 25 volts, while the flow of electrolyte pumped against the direction of movement of the electrode supplied into the interelectrode gap and passing further through the holes of the electrode, does not improve heat dissipation, which increases the likelihood of stability loss and the appearance of non-insulated surfaces through which significant currents flow, shunting the operating current in the interelectrode gap, as a result, a long (without wear) life of the electrode is not ensured, used as a cathode.

Недостатки известного электрода объясняются также тем, что процесс электрохимической обработки в известной установке предназначен для получения гладкого винтового зубчатого профиля внутренней поверхности в необработанном отверстии трубчатой заготовки, при этом для предотвращения ухудшения шероховатости обработанной поверхности при дальнейшем воздействии электролита после создания канала нужных размеров, задняя внутренняя направляющая, присоединенная к заднему краю электрода, образует уплотнение за электродом, а вода или другая жидкость затем прокачивается под давлением за задней направляющей электрода для обеспечения промывки оставшегося электролита.The disadvantages of the known electrode are also explained by the fact that the process of electrochemical processing in the known installation is designed to obtain a smooth helical toothed profile of the inner surface in the unmachined hole of the tubular workpiece, while to prevent deterioration of the roughness of the machined surface with further exposure to electrolyte after creating a channel of the desired size, the rear inner guide , attached to the rear edge of the electrode, forms a seal behind the electrode, and water or other liquid is then pumped under pressure behind the rear electrode guide to flush out the remaining electrolyte.

Для достижения гладкой поверхности винтового зубчатого профиля в осевом отверстии трубчатой заготовки, увеличено время окончательной обработки внутренней стенки трубчатой заготовки в отдельной камере под действием электролита, вследствие этого в указанной отдельной камере имеются неизолированные поверхности, через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, что не позволяет уменьшить расход электроэнергии и увеличить производительность обработки, изображено на фиг. 2, 3, 5 патента US 6413407.In order to achieve a smooth surface of the helical toothed profile in the axial hole of the tubular blank, the time for final processing of the inner wall of the tubular blank in a separate chamber under the action of electrolyte is increased, as a result, in this separate chamber there are uninsulated surfaces through which significant currents flow, shunting the working current in the interelectrode gap , which does not allow to reduce power consumption and increase processing performance, is shown in Fig. 2, 3, 5 of US Pat. No. 6,413,407.

Недостатком известного электрода является также то, что гладкий винтовой зубчатый профиль внутренней поверхности в отверстии трубчатой заготовки, получаемый в результате электрохимической обработки, не обеспечивает требуемую адгезионную прочность "привулканизованной" (скрепленной при помощи вулканизации эластомера) затем обкладки из эластомера к профилю внутренней винтовой поверхности трубчатой заготовки.The disadvantage of the known electrode is also that the smooth helical toothed profile of the inner surface in the hole of the tubular workpiece, obtained as a result of electrochemical processing, does not provide the required adhesive strength of the "vulcanized" (bonded by vulcanization of the elastomer) then the elastomer lining to the profile of the inner helical surface of the tubular blanks.

Вследствие этого не обеспечиваются свойства материала в конструкции, а именно усталостная выносливость эластомера при знакопеременном изгибе с вращением (ГОСТ 10952-75), остаточная деформация и усталостная выносливость при многократном сжатии (ГОСТ20418-75), температурный предел хрупкости (ГОСТ7912-74), истирание при скольжении (ГОСТ426-77).As a result, the properties of the material in the structure are not provided, namely, the fatigue endurance of the elastomer in alternating bending with rotation (GOST 10952-75), permanent deformation and fatigue endurance under multiple compression (GOST 20418-75), the temperature limit of brittleness (GOST 7912-74), abrasion when sliding (GOST426-77).

Известна установка для электрохимической обработки геликоидального зубчатого профиля внутренней поверхности трубчатой детали для изготовления статора винтового двигателя или насоса, включающая электрод зубчатой формы, приводную штангу для продвижения электрода вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода вокруг своей оси параллельно прямолинейной траектории таким образом, чтобы электрод мог электрохимическим методом обрабатывать геликоидальный зубчатый профиль внутренней поверхности трубчатой детали, а устройство для создания траектории потока и направления электролита в первоначальном пространстве между электродом и деталью выполнено таким образом, чтобы электропитание обеспечивало электрический ток через электролит на первоначальном пространстве между электродом и деталью, где траектория потока также включает в себя зону за электродом, в то время как электрод движется вдоль прямолинейной траектории, и электролит может использоваться для создания шероховатости на внутренней поверхности детали после обработки электродом, при этом электрод удерживается внутри детали в течение продолжительного времени для достижения шероховатости внутренней поверхности детали (US 7192260, 20. 03. 2007).Known installation for electrochemical processing of the helicoidal toothed profile of the inner surface of the tubular part for the manufacture of the stator of a screw motor or pump, including a toothed electrode, a drive rod for advancing the electrode along a straight path and simultaneously rotating the electrode around its axis parallel to the straight path so that the electrode can electrochemically method to process the helicoidal gear profile of the inner surface of the tubular part, and the device for creating the flow path and guiding the electrolyte in the original space between the electrode and the part is made in such a way that the power supply provides electric current through the electrolyte in the initial space between the electrode and the part, where the flow path also includes into the area behind the electrode while the electrode moves along a straight path, and the electrolyte can be used to roughen the inside surface of the part after being processed by the electrode, while the electrode is held inside the part for a long time to achieve roughness of the inside surface of the part (US 7192260 , 20. 03. 2007).

Известная установка включает электрод для формирования винтовых зубьев в трубчатой детали, приводную штангу для продвижения электрода вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода вокруг своей оси параллельно прямолинейной траектории, электропитание, соединенное с электродом и имеющее соединение с трубчатой деталью, расположенной вдоль прямолинейной траектории и установленной таким образом, что электрод может проходить в осевом положении внутри трубчатой детали, посредством чего электропитание может обеспечивать электрический ток через электрод (катод) и деталь (анод), при этом траектория потока для направления электролита между электродом и деталью включает зону, обозначенную между частью приводной штанги и деталью за электродом, и включает электрический проводник, соединенный с электропитанием и воздействующий на зону, где электрический ток установлен через электролит внутри зоны между проводником и деталью, при этом содержит зону значительного размера в направлении прямолинейной траектории, причем электрический ток, проведенный в зону, может травить, и тем самым увеличивать шероховатость окончательно обработанной внутренней поверхности детали после обработки электродом, а электрод удерживается внутри трубчатой детали в течение продолжительного времени, достаточного для достижения шероховатости внутренней поверхности детали.The known installation includes an electrode for forming helical teeth in a tubular part, a drive rod for advancing the electrode along a straight path and simultaneously rotating the electrode around its axis parallel to the straight path, a power supply connected to the electrode and having a connection with the tubular part located along the straight path and installed in such a way. so that the electrode can pass in an axial position within the tubular part, whereby the power supply can provide electric current through the electrode (cathode) and the part (anode), while the flow path for guiding the electrolyte between the electrode and the part includes a zone designated between the part of the drive rod and a part behind the electrode, and includes an electrical conductor connected to the power supply and acting on the zone, where the electric current is installed through the electrolyte inside the zone between the conductor and the part, while it contains a zone of significant size in the direction of a rectilinear trajectory, and the electric current conducted into the zone, can etch, and thereby increase the roughness of the finished inner surface of the part after processing with the electrode, and the electrode is held inside the tubular part for a long time, sufficient to achieve the roughness of the inner surface of the part.

В известной установке электрод соединен с приводной штангой при помощи инструментального конуса, наружная поверхность которого имеет форму усеченного конуса и соединяется с внутренней поверхностью в форме усеченного конуса в приводной штанге и электроде, при этом пространство определяется уплотнением на приводной штанге, контактирующим с винтовыми каналами детали.In a known installation, the electrode is connected to the drive rod by means of a tool cone, the outer surface of which has the shape of a truncated cone and is connected to the inner surface in the form of a truncated cone in the drive rod and the electrode, while the space is determined by the seal on the drive rod in contact with the screw channels of the part.

В известной установке часть приводной штанги покрыта изолирующей муфтой, а электрический проводник воздействует на зону между частью приводной штанги и деталью, которая является частью приводной штанги, не покрытой изолирующей муфтой.In a known installation, part of the drive rod is covered with an insulating sleeve, and an electrical conductor acts on the area between the part of the drive rod and the part that is part of the drive rod not covered with an insulating sleeve.

В известной установке содержится, по меньшей мере, один канал для прохождения электролита мимо направляющей, созданный на наружной поверхности приводной штанги, между приводной штангой и деталью, при этом задняя направляющая образована для создания зоны, где электролит проходит между задней направляющей и приводной штангой для отвода тепла от электрода и передачи на соединение приводной штанги, при этом задняя направляющая содержит множество каналов для прохождения электролита между задней направляющей и приводной штангой с целью отвода тепла от электрода и передачи на соединение приводной штанги.The known installation contains at least one passage for the passage of the electrolyte past the guide, created on the outer surface of the drive rod, between the drive rod and the workpiece, while the rear guide is formed to create a zone where the electrolyte passes between the rear guide and the drive rod to drain heat from the electrode and transfer to the drive rod junction, wherein the rear rail includes a plurality of channels for passing electrolyte between the rear rail and the drive rod to remove heat from the electrode and transfer to the drive rod junction.

Отличием изобретения, выбранного в качестве прототипа, от аналога, описанного в патенте US 6413407, является то, что для достижения шероховатости поверхности внутренней стенки статора, увеличено время окончательной обработки внутренней стенки под действием электролита, и тогда электрический ток может продолжать травление внутренней обработанной поверхности, посредством этого достигается шероховатость поверхности, что обеспечивает требуемую адгезионную прочность скрепленной обкладки из эластомера при помощи вулканизации эластомера к профилю внутренней поверхности трубчатой заготовки.The difference of the invention, chosen as a prototype, from the analog described in US Pat. thereby achieving a surface roughness that provides the required adhesive strength of the bonded elastomer lining by vulcanization of the elastomer to the profile of the inner surface of the tubular blank.

Электролит вводится через канал в камеру на входе (приближенную к месту крепления), изображено на фиг. 7 патента US 7192260.The electrolyte is introduced through the channel into the inlet chamber (closer to the attachment point), shown in Fig. 7 US Pat. No. 7,192,260.

Во время электрохимической обработки детали электролит проходит по длине приводной штанги между приводной штангой и обработанной частью детали, и через канавки в стенке центрального отверстия направляющей детали, где проходит приводная штанга, предпочтительное расположение канавок - параллельно друг другу с интервалами по окружности центрального отверстия задней направляющей детали, при этом поток электролита через эти канавки обеспечивает охлаждение зоны контакта электрода и приводной штанги, а электролит проходит затем через электрод в направлении от входа к выходу, т.е. по направлению движения электрода мимо передней направляющей и ниже длины необработанного отверстия детали, в камеру, где электролит выпускается и отправляется на повторное использование, изображено на фиг. 9, 10 патента US 7192260.During electrochemical machining of a part, the electrolyte flows along the length of the drive rod between the drive rod and the machined part of the part, and through grooves in the wall of the center hole of the guide piece where the drive bar passes, the preferred arrangement of the grooves is parallel to each other at intervals around the circumference of the center hole of the rear guide piece , while the flow of electrolyte through these grooves provides cooling of the contact zone of the electrode and the drive rod, and the electrolyte then passes through the electrode in the direction from the inlet to the outlet, i.e. in the direction of movement of the electrode past the front guide and below the length of the raw hole of the part, into the chamber where the electrolyte is released and sent for reuse, is shown in Fig. 9, 10 of US Pat. No. 7,192,260.

Камера имеет внутренний диаметр в соответствии с размером обработанного профиля детали, чтобы удержать вес электрода, перед тем как задняя направляющая входит в деталь, при этом задняя направляющая направляет поток электролита и удерживает вес электрода, установленного на приводной штанге, но она не выполняет функции уплотнения, электролит остается в положении за электродом во время процесса обработки, при этом изолирующая трубка приводной штанги смещена в положение, чтобы открыть кольцевую площадь приводной штанги достаточной длины, тогда электрический ток между направляющим стержнем и деталью будет оказывать травление окончательно обработанной внутренней стенки трубчатой детали, изображено на фиг. 7, 10 патента US 7192260.The chamber has an inside diameter according to the size of the machined profile of the part to support the weight of the electrode before the rear guide enters the part, while the rear guide directs the flow of the electrolyte and holds the weight of the electrode mounted on the drive rod, but it does not act as a seal, the electrolyte remains in position behind the electrode during the machining process, with the drive rod insulating tube moved into position to expose the annular area of the drive rod of sufficient length, then the electric current between the guide rod and the workpiece will etch the finished inner wall of the tubular part, shown in Fig. fig. 7, 10 of US Pat. No. 7,192,260.

Недостатком известного электрода является недостаточная эффективность защиты от коротких замыканий и механических повреждений, что объясняется тем, что электрод, закрепленный на приводной штанге (длиной до 5500 мм), вдвигается в отверстие трубчатой заготовки, расположенной перед электродом, при этом из-за трения устройства уплотнения заднего края электрода в винтовом отверстии заготовки происходит потеря устойчивости приводной штанги, разрушение электрической изоляции и возникновение неизолированных поверхностей, через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, вследствие этого не обеспечивается ресурс электрода и повышение точности обработки, а также возможность уменьшения расхода электроэнергии.A disadvantage of the known electrode is the insufficient protection against short circuits and mechanical damage, which is explained by the fact that the electrode fixed on the drive rod (up to 5500 mm long) is pushed into the hole of the tubular workpiece located in front of the electrode, while due to the friction of the sealing device of the rear edge of the electrode in the screw hole of the workpiece, there is a loss of stability of the drive rod, the destruction of electrical insulation and the appearance of uninsulated surfaces through which significant currents flow, shunting the operating current in the interelectrode gap, as a result, the life of the electrode is not ensured and the accuracy of processing is increased, as well as the possibility of reducing consumption electricity.

Недостатками известного электрода являются также неполная возможность повышения ресурса при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля в необработанной поверхности отверстия трубчатой заготовки, например, максимального габарита трубчатой заготовки - длиной 7500 мм и наружным диаметром 260 мм, снижения расхода электроэнергии, а также повышения точности обработки.The disadvantages of the known electrode are also the incomplete possibility of increasing the resource during electrochemical processing of a helical toothed profile in the untreated surface of the hole of the tubular workpiece, for example, the maximum dimension of the tubular workpiece is 7500 mm long and with an outer diameter of 260 mm, reducing power consumption, and also increasing the accuracy of processing.

Недостатки известного электрода объясняются неполной возможностью повышения эффективности теплообмена электрода, обеспечения изотермических условий с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности, предотвращения протекания токов, шунтирующих рабочий ток в межэлектродном промежутке, повышения точности центрирования электрода, а также недостаточной эффективностью уноса и очистки металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита для предотвращения коротких замыканий ("прижегов") электрода.The disadvantages of the known electrode are explained by the incomplete possibility of increasing the efficiency of heat transfer of the electrode, providing isothermal conditions with the lowest possible current density gradient on its working surface, preventing the flow of currents shunting the operating current in the interelectrode gap, increasing the accuracy of centering the electrode, as well as insufficient efficiency of entrainment and purification of metal sludge from the interelectrode gap with an electrolyte flow to prevent short circuits ("burns") of the electrode.

Во время электрохимической обработки детали электролит проходит по длине приводной штанги между приводной штангой и обработанной частью детали, и через канавки в стенке центрального отверстия направляющей детали, что не обеспечивает изотермические условия с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности, при этом металлический шлам накапливается между задней стенкой направляющей и передним торцом электрода, что не обеспечивает эффективного уноса металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита, изображено на фиг. 9, 10 патента US 7192260.During electrochemical processing of a part, the electrolyte passes along the length of the drive rod between the drive rod and the machined part of the part, and through the grooves in the wall of the central hole of the guide part, which does not provide isothermal conditions with the lowest possible current density gradient on its working surface, while metal sludge accumulates between the rear wall of the guide and the front end of the electrode, which does not ensure effective entrainment of metal sludge from the interelectrode gap by the electrolyte flow, is shown in Fig. 9, 10 of US Pat. No. 7,192,260.

Недостатки известного электрода объясняются также тем, что площадь поперечного сечения, которую удаляют во время обработки, достаточно велика, постоянный ток составляет 30000 ампер при напряжении 25 вольт, передача электрического тока с таким высоким значением между электродом и приводной штангой не обеспечивает надежной защиты от коротких замыканий электрода и обрабатываемой детали, а поток электролита, прокачиваемого в межэлектродный промежуток и проходящего через каналы электрода, не обеспечивает эффективного охлаждения электрода и минимального градиента температуры в его стенках и на рабочей поверхности, увеличивает вероятность возникновения неизолированных поверхностей (частиц металлического шлама в электролите), через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, вследствие этого не обеспечивается форма и размеры электрода, имеющего винтовую зубчатую форму наружной поверхности, не обеспечивается форма и размеры винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, а также не обеспечивается длительный (без износа) ресурс электрода, изображено на фиг. 7, 9, 10 патента US 7192260.The disadvantages of the known electrode are also explained by the fact that the cross-sectional area that is removed during processing is quite large, the direct current is 30,000 amperes at a voltage of 25 volts, the transmission of an electric current with such a high value between the electrode and the drive rod does not provide reliable protection against short circuits. electrode and workpiece, and the flow of electrolyte pumped into the interelectrode gap and passing through the channels of the electrode does not provide effective cooling of the electrode and the minimum temperature gradient in its walls and on the working surface, increases the likelihood of uninsulated surfaces (particles of metal sludge in the electrolyte), through which flow significant currents, shunting the operating current in the interelectrode gap, as a result, the shape and dimensions of the electrode, which has a helical toothed shape of the outer surface, are not provided, the shape and dimensions of the helical toothed profile in the hole of the tubular blank are not provided, and also long (without wear) electrode life, shown in Fig. 7, 9, 10 of US Pat. No. 7,192,260.

Недостаточная эффективность защиты электрода от механических повреждений и коротких замыканий объясняется также тем, что приводная штанга с закрепленным на ней электродом вдвигается в отверстие трубчатой заготовки, расположенной перед электродом, при этом из-за трения уплотнительных элементов относительно зубчатого профиля внутренней поверхности трубчатой детали происходит потеря устойчивости приводной штанги и возникновение неизолированных поверхностей, через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, вследствие этого не обеспечиваются ресурс электрода, изображено 7, 9, 10 патента US 7192260.The insufficient efficiency of protecting the electrode from mechanical damage and short circuits is also explained by the fact that the drive rod with the electrode fixed on it is pushed into the hole of the tubular workpiece located in front of the electrode, while due to the friction of the sealing elements relative to the toothed profile of the inner surface of the tubular part, stability loss occurs. of the drive rod and the appearance of uninsulated surfaces through which significant currents flow, shunting the operating current in the interelectrode gap, as a result, the life of the electrode is not provided, depicted 7, 9, 10 of US patent 7192260.

Известен электродный блок для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, содержащий электрод, имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности, включающий винтовую заднюю направляющую, присоединенную к заднему краю электрода, и переднюю направляющую, прикрепленную к переднему краю электрода с возможностью подвижного соединения с необработанным отверстием трубчатой заготовки, а также содержащий оправку для установки на ней электрода, предназначенную для соединения с приводной штангой для продвижения электрода вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода вокруг своей оси параллельно прямолинейной траектории для обеспечения равномерного зазора между зубьями электрода и внутренней поверхностью трубчатой заготовки, при этом передняя направляющая выполнена в виде гильзы из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой, содержит уплотнители для герметизации гильзы относительно необработанного отверстия трубчатой заготовки и снабжена каналами для направления электролита в полость внутри необработанного отверстия трубчатой заготовки между гильзой и электродом, при этом электрод образует внутри каждого винтового зуба камеру для электролита, в стенке каждого винтового зуба электрода выполнен ряд поперечных щелевых каналов для направления электролита в межэлектродный промежуток, в пазах между зубьями электрода установлены вкладыши из диэлектрического материала, в поперечном сечении каждый вкладыш выполнен в форме двутаврового профиля и образует две дополнительные камеры для электролита, разделенные ребром двутаврового профиля, вход каждой дополнительной камеры расположен со стороны переднего края электрода, каждый торец полки двутаврового профиля, расположенной на максимальном радиальном расстоянии, образует с поверхностью электрода винтовой канал для направления электролита в межэлектродный промежуток, а винтовая задняя направляющая выполнена в виде зубчатого диска, контактирующего с задним торцом электрода, и экрана из диэлектрического материала, скрепленных с задним краем электрода, при этом на оправке между передней частью электрода и задней частью гильзы установлен центратор, выполненный из диэлектрического материала, имеющий круглую боковую поверхность, подогнанную по размеру для подвижного зацепления необработанного отверстия трубчатой заготовки, два торца, чередующиеся выступы и пазы на круглой боковой поверхности, выполненные с возможностью направления электролита в камеры внутри каждого винтового зуба электрода и в дополнительные камеры, образованные вкладышами из диэлектрического материала, установленными в пазах между зубьями электрода (RU 2586365, 10.06.2016).Known electrode block for electrochemical processing of a helical toothed profile in the hole of a tubular blank, containing an electrode having a helical toothed shape of the outer surface, including a helical rear guide attached to the rear edge of the electrode, and a front guide attached to the front edge of the electrode with the possibility of movable connection with the raw opening of the tubular blank, and also containing a mandrel for installing an electrode on it, designed to be connected to a drive rod to advance the electrode along a straight path and simultaneously rotate the electrode around its axis parallel to the straight path to ensure a uniform gap between the teeth of the electrode and the inner surface of the tubular blank, when in this case, the front guide is made in the form of a sleeve made of a dielectric material, fastened to a mandrel, contains seals for sealing the sleeve relative to the unmachined hole of the tubular blank and is provided with channels for directing the electrolyte into the cavity inside the unmachined hole of the tubular blank between the sleeve and the electrode, while the electrode forms inside each screw tooth chamber for the electrolyte, in the wall of each helical tooth of the electrode, a number of transverse slotted channels are made to direct the electrolyte into the interelectrode gap, inserts made of dielectric material are installed in the grooves between the teeth of the electrode, in cross section each insert is made in the form of an I-profile and forms two additional chambers for electrolyte, separated by an I-profile rib, the entrance of each additional chamber is located on the side of the front edge of the electrode, each end of the I-profile shelf, located at the maximum radial distance, forms a helical channel with the electrode surface for directing the electrolyte into the interelectrode gap, and the helical rear guide is made in the form a toothed disk in contact with the rear end of the electrode, and a screen made of dielectric material fastened to the rear edge of the electrode, while on the mandrel between the front part of the electrode and the rear part of the sleeve there is a centralizer made of dielectric material, having a round side surface adjusted to the size for movable engagement of the raw hole of the tubular workpiece, two ends, alternating protrusions and grooves on the round side surface, made with the possibility of directing the electrolyte into the chambers inside each helical tooth of the electrode and into additional chambers formed by inserts made of dielectric material installed in the grooves between the teeth of the electrode (RU 2586365, 06/10/2016).

Недостатками известного электрода являются неполная возможность повышения надежности и ресурса при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля в необработанной поверхности отверстия трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, например, трубчатой заготовки длиной 7500 мм максимального (в России) габарита 260 мм, снижения расхода электроэнергии, а также повышения точности обработки.The disadvantages of the known electrode are the incomplete possibility of increasing the reliability and service life during electrochemical processing of a helical gear profile in the untreated surface of the hole of the tubular blank for the manufacture of stators with a uniform thickness of the elastomer lining, for example, a tubular blank 7500 mm long with a maximum (in Russia) dimension of 260 mm, reducing consumption electricity, as well as improving the accuracy of processing.

Неполная возможность повышения надежности и ресурса электродного блока при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки и снижения расхода электроэнергии объясняется отсутствием плотного контакта по торцам токопроводящих деталей - электрода и оправки при затяжке болта на торце оправки вследствие того, что между электродом и оправкой размещен центратор из диэлектрического материала, при этом не предотвращается протекание токов, шунтирующих рабочий ток в межэлектродном промежутке, а также в зоне контакта электрода и оправки, при этом возникают короткие замыкания в зоне контакта электрода и оправки, а также в резьбовом соединении болта с оправкой и в резьбовом соединении оправки и приводной штанги, изображено на фиг. 1, 2, 7 патента RU 2586365.The incomplete possibility of increasing the reliability and service life of the electrode unit during electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of a tubular billet and reducing power consumption is explained by the lack of tight contact at the ends of the conductive parts - the electrode and the mandrel when the bolt is tightened on the end of the mandrel due to the fact that a centralizer is placed between the electrode and the mandrel from a dielectric material, this does not prevent the flow of currents that shunt the operating current in the interelectrode gap, as well as in the contact zone of the electrode and the mandrel, while short circuits occur in the contact zone of the electrode and the mandrel, as well as in the threaded connection of the bolt with the mandrel and in the threaded connection of the mandrel and the drive rod, shown in Fig. 1, 2, 7 patent RU 2586365.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является электродный блок для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, содержащий электрод, имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности, включающий винтовую заднюю направляющую, присоединенную к заднему краю электрода, и переднюю направляющую, прикрепленную к переднему краю электрода с возможностью подвижного соединения с необработанным отверстием трубчатой заготовки, и содержащий оправку для установки на ней электрода, предназначенную для соединения с приводной штангой для продвижения электрода вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода вокруг своей оси параллельно прямолинейной траектории для обеспечения равномерного зазора между зубьями электрода и внутренней поверхностью трубчатой заготовки, передняя направляющая выполнена в виде гильзы из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой, содержит уплотнители для герметизации гильзы относительно необработанного отверстия трубчатой заготовки и снабжена каналами для направления электролита в полость внутри необработанного отверстия трубчатой заготовки между гильзой и электродом, при этом электрод образует внутри каждого винтового зуба камеру для электролита, в стенке каждого винтового зуба электрода выполнен ряд поперечных щелевых каналов для направления электролита в межэлектродный промежуток, в пазах между зубьями электрода установлены вкладыши из диэлектрического материала, в поперечном сечении каждый вкладыш выполнен в форме двутаврового профиля и образует две дополнительные камеры для электролита, разделенные ребром двутаврового профиля, вход каждой дополнительной камеры расположен со стороны переднего края электрода, каждый торец полки двутаврового профиля, расположенной на максимальном радиальном расстоянии, образует с поверхностью электрода винтовой канал для направления электролита в межэлектродный промежуток, а винтовая задняя направляющая выполнена в виде зубчатого диска, контактирующего с задним торцом электрода, и экрана из диэлектрического материала, скрепленных с задним краем электрода, при этом на оправке между передней частью электрода и задней частью гильзы установлен центратор из диэлектрического материала, имеющий круглую боковую поверхность, подогнанную по размеру для подвижного зацепления необработанного отверстия трубчатой заготовки, два торца, чередующиеся выступы и пазы на круглой боковой поверхности, выполненные с возможностью направления электролита в камеры внутри каждого винтового зуба электрода и в дополнительные камеры, образованные вкладышами из диэлектрического материала, установленными в пазах между зубьями электрода, при этом электродный блок снабжен резьбовым модулем и внутренней втулкой, скрепленной с центратором из диэлектрического материала, выполненной из токопроводящего материала и установленной коаксиально на оправке, при этом край приводной штанги, направленный к электроду, выполнен с наружным центрирующим поясом, а оправка выполнена со сквозным центральным отверстием и внутренним центрирующим поясом и установлена коаксиально на центрирующем поясе приводной штанги, резьбовой модуль прикреплен к приводной штанге сквозь центральное отверстие оправки и имеет резьбовые элементы на открытом краю оправки с возможностью плотных контактов переднего торца электрода с задним торцом внутренней втулки в центраторе из диэлектрического материала, переднего торца внутренней втулки в центраторе из диэлектрического материала с упорным торцом оправки, и торцов оправки и приводной штанги, при этом со стороны контактирующего с задним торцом электрода торца задней направляющей, выполненной в виде зубчатого диска, в плоскости каждой впадины между зубьями выполнена кавитационная каверна с возможностью образования собственных щелевых каналов для электролита, соединенных с выходом дополнительных каналов для электролита, образованных вкладышем из диэлектрического материала с поперечным сечением в форме двутаврового профиля, а стенка задней направляющей, выполненной в виде зубчатого диска, имеет минимальную толщину в плоскости каждой впадины между зубьями (RU 2663789, 09.08.2018).Closest to the claimed invention is an electrode block for electrochemical processing of a helical toothed profile in a hole in a tubular blank, containing an electrode having a helical toothed outer surface, including a helical rear guide attached to the rear edge of the electrode, and a front guide attached to the front edge of the electrode with the possibility of movable connection with the raw hole of the tubular workpiece, and containing a mandrel for installing an electrode on it, designed to be connected to a drive rod to advance the electrode along a straight path and simultaneously rotate the electrode around its axis parallel to the straight path to ensure a uniform gap between the teeth of the electrode and the inner surface of the tubular blank, the front guide is made in the form of a sleeve made of dielectric material, fastened to the mandrel, contains seals for sealing the sleeve relative to the unmachined hole of the tubular blank and is equipped with channels for directing the electrolyte into the cavity inside the unmachined hole of the tubular blank between the sleeve and the electrode, while the electrode forms inside of each helical tooth a chamber for the electrolyte, in the wall of each helical tooth of the electrode a number of transverse slotted channels are made to direct the electrolyte into the interelectrode gap, inserts made of dielectric material are installed in the grooves between the teeth of the electrode, in the cross section each insert is made in the form of an I-profile and forms two additional chambers for the electrolyte, separated by an I-profile rib, the entrance of each additional chamber is located on the side of the front edge of the electrode, each end of the I-profile shelf, located at the maximum radial distance, forms a helical channel with the electrode surface for directing the electrolyte into the interelectrode gap, and the helical rear guide is made in the form of a toothed disk in contact with the rear end of the electrode, and a screen made of dielectric material, fastened to the rear edge of the electrode, while on the mandrel between the front of the electrode and the rear of the sleeve there is a centralizer made of dielectric material, having a round side surface, adjusted in size for movable engagement of the raw hole of the tubular workpiece, two ends, alternating protrusions and grooves on the round side surface, made with the possibility of directing the electrolyte into the chambers inside each helical tooth of the electrode and into additional chambers formed by inserts made of dielectric material installed in the grooves between the teeth of the electrode, when In this case, the electrode block is provided with a threaded module and an internal sleeve fastened to a centralizer made of a dielectric material, made of a conductive material and installed coaxially on the mandrel, while the edge of the drive rod directed towards the electrode is made with an outer centering belt, and the mandrel is made with a through central hole and an internal centering belt and is installed coaxially on the centering belt of the drive rod, the threaded module is attached to the drive rod through the central hole of the mandrel and has threaded elements on the open edge of the mandrel with the possibility of tight contacts between the front end of the electrode and the rear end of the inner sleeve in the centralizer made of dielectric material, the front of the end of the inner sleeve in the centralizer made of dielectric material with the thrust end of the mandrel, and the ends of the mandrel and the drive rod, while on the side of the end of the rear guide in contact with the rear end of the electrode, made in the form of a toothed disk, in the plane of each cavity between the teeth, a cavitation cavity is made with the possibility formation of own slotted channels for the electrolyte, connected to the output of additional channels for the electrolyte, formed by an insert made of a dielectric material with a cross section in the form of an I-profile, and the wall of the rear guide, made in the form of a toothed disk, has a minimum thickness in the plane of each cavity between the teeth (RU 2663789, 08/09/2018).

Недостатками известного электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в необработанной поверхности отверстия трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall), являются неполная возможность повышения его ресурса и надежности, повышения точности обработки и снижение расхода электроэнергии путем улучшения теплоотвода, создания дополнительной турбулентности и повышения эффективности уноса и очистки металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита для предотвращения коротких замыканий ("прижегов") при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, например, трубчатой заготовки длиной 7500 мм максимального (в России) габарита 260 мм.The disadvantages of the known electrode block for electrochemical processing of a helical gear profile in the untreated surface of the hole of a tubular blank for the manufacture of stators with a uniform thickness of the elastomer lining (R-Wall) are the incomplete possibility of increasing its service life and reliability, increasing the accuracy of processing and reducing power consumption by improving heat dissipation , creating additional turbulence and increasing the efficiency of entrainment and purification of metal sludge from the interelectrode gap by an electrolyte flow to prevent short circuits ("burns") during electrochemical processing of a helical toothed profile in the hole of a tubular blank, for example, a tubular blank with a length of 7500 mm of maximum (in Russia) dimensions 260 mm.

Масса металлического шлама при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля в необработанной поверхности отверстия трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall), например, трубчатой заготовки длиной 7500 мм максимального габарита 260 мм, составляет 200÷250 кг.The mass of metal sludge during electrochemical processing of a helical toothed profile in the untreated surface of a hole in a tubular blank for the manufacture of stators with a uniform thickness of an elastomer lining (R-Wall), for example, a tubular blank 7500 mm long with a maximum dimension of 260 mm, is 200÷250 kg.

Другим недостатком известного электродного блока является невозможность его использования для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса для изготовления статоров без обкладки из эластомера (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин.Another disadvantage of the known electrode block is the impossibility of its use for electrochemical processing of a helical gear profile in the bore of a tubular billet of a single-screw pump for the manufacture of stators without an elastomer lining (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump) used in single-screw pumps for oil production from wells.

Технический результат, который обеспечивается изобретением, заключается в повышении скорости электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса для изготовления статоров без обкладки из эластомера (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин, снижении расхода электроэнергии, повышении точности обработки путем улучшения теплоотвода, создания дополнительной турбулентности и повышения эффективности уноса и очистки металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита для предотвращения коротких замыканий.The technical result provided by the invention is to increase the speed of electrochemical processing of a helical gear profile in the bore of a tubular billet of a single-screw pump for the manufacture of stators without an elastomer lining (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump) used in single-screw pumps for oil production from wells, reducing power consumption, increasing processing accuracy by improving heat dissipation, creating additional turbulence and increasing the efficiency of entrainment and cleaning of metal sludge from the interelectrode gap with an electrolyte flow to prevent short circuits.

Технический результат, который обеспечивается настоящим изобретением, заключается в том, что в электродном блоке для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса, содержащем электрод, имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности, включающий винтовую заднюю направляющую, выполненную в виде зубчатого диска, контактирующего с задним торцом электрода, и экрана из диэлектрического материала, скрепленных с задним торцом электрода для перемещения за ним в винтовом отверстии, и переднюю направляющую, выполненную в виде гильзы из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой, содержащей уплотнители для герметизации гильзы относительно отверстия трубчатой заготовки, причем гильза и оправка снабжены каналами для направления электролита в полость внутри отверстия трубчатой заготовки между гильзой и электродом, а также содержащем центратор из диэлектрического материала, имеющий круглую боковую поверхность, подогнанную по размеру для подвижного зацепления отверстия трубчатой заготовки, два торца, чередующиеся выступы и пазы на круглой боковой поверхности, выполненные с возможностью направления электролита в камеры внутри винтовых зубьев электрода, причем центратор из диэлектрического материала, расположенный на оправке между передней частью электрода и задней частью гильзы из диэлектрического материала, снабжен втулкой, выполненной из токопроводящего материала, при этом оправка с установленным на ней электродом скреплена с приводной штангой для продвижения электрода вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода вокруг своей оси параллельно прямолинейной траектории для обеспечения равномерного зазора между зубьями электрода и внутренней поверхностью трубчатой заготовки, причем электрод образует внутри каждого винтового зуба камеру для электролита, в стенке каждого винтового зуба электрода выполнен ряд щелевых каналов для направления электролита в межэлектродный промежуток, винтовая задняя направляющая выполнена в виде экрана из диэлектрического материала, контактирующего с задним краем электрода, а также содержит кожух из диэлектрического материала, прикрепленный к экрану из диэлектрического материала, согласно изобретению электрод, имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности, с числом зубьев равным двум, выполнен из множества зубчатых модулей, примыкающих друг к другу с возможностью образования внутри каждого из зубчатых модулей двух винтовых проточных каналов для электролита, при этом зубчатые модули установлены на оправке с возможностью фиксации окружного расположения винтовых проточных каналов для электролита, плотного контакта друг с другом и образования внутри электрода двух винтовых каналов для электролита, вход винтовых каналов для электролита в электроде расположен между чередующимися выступами на круглой боковой поверхности центратора, выход винтовых каналов для электролита в электроде герметично перекрыт зубчатым диском, скрепленным с задним торцом электрода, с возможностью поддержания избыточного давления электролита в полости внутри отверстия трубчатой заготовки между гильзой, электродом и винтовой задней направляющей, выполненной в виде зубчатого диска и экрана из диэлектрического материала, скрепленной с задним торцом электрода, при этом электродный блок содержит множество устройств центрирования электрода относительно стенок винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, причем каждая пара устройств центрирования электрода, расположенных между зубьями электрода, размещена на расстоянии друг от друга вдоль оправки и выполнена в виде двух противоположно расположенных опор из диэлектрического материала с возможностью подвижного зацепления со стенками винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса.The technical result provided by the present invention lies in the fact that in the electrode block for electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of the tubular billet of a single-screw pump, containing an electrode having a helical gear shape of the outer surface, including a helical rear guide made in the form of a gear disk, contacting with the rear end of the electrode, and a screen made of dielectric material fastened to the rear end of the electrode for moving behind it in a screw hole, and a front guide made in the form of a sleeve made of dielectric material fastened to a mandrel containing seals for sealing the sleeve relative to the hole of the tubular blank , moreover, the sleeve and the mandrel are provided with channels for directing the electrolyte into the cavity inside the hole of the tubular blank between the sleeve and the electrode, and also containing a centralizer made of dielectric material, having a round side surface fitted in size for movable engagement of the hole of the tubular blank, two ends, alternating protrusions and grooves on the round side surface, made with the possibility of directing the electrolyte into the chambers inside the helical teeth of the electrode, and the dielectric material centralizer located on the mandrel between the front part of the electrode and the back part of the sleeve made of dielectric material is provided with a sleeve made of conductive material, while the mandrel with the electrode mounted on it is fastened to a drive rod for advancing the electrode along a straight trajectory and simultaneously rotating the electrode around its axis parallel to the straight trajectory to ensure a uniform gap between the electrode teeth and the inner surface of the tubular workpiece, the electrode forming a chamber for electrolyte inside each screw tooth, in the wall of each helical tooth of the electrode has a number of slotted channels for directing the electrolyte into the interelectrode gap, the helical rear guide is made in the form of a screen made of dielectric material in contact with the rear edge of the electrode, and also contains a casing made of dielectric material attached to the screen made of dielectric material, according to the invention an electrode having a helical toothed shape of the outer surface, with the number of teeth equal to two, is made of a plurality of toothed modules adjacent to each other with the possibility of forming two helical flow channels for electrolyte inside each of the toothed modules, while the toothed modules are mounted on a mandrel with the possibility of fixation circumferential arrangement of the helical flow channels for the electrolyte, close contact with each other and the formation of two helical channels for the electrolyte inside the electrode, the inlet of the helical channels for the electrolyte in the electrode is located between alternating protrusions on the round side surface of the centralizer, the exit of the helical channels for the electrolyte in the electrode is hermetically blocked by a toothed a disk fastened to the rear end of the electrode, with the possibility of maintaining an excess pressure of the electrolyte in the cavity inside the opening of the tubular blank between the sleeve, the electrode and the screw rear guide, made in the form of a toothed disk and a screen of dielectric material, fastened to the rear end of the electrode, while the electrode block contains a plurality of devices for centering the electrode relative to the walls of the helical toothed profile in the hole of the tubular workpiece, each pair of electrode centering devices located between the teeth of the electrode is located at a distance from each other along the mandrel and is made in the form of two opposite supports made of a dielectric material with the possibility of movable engagement with the walls of a helical gear profile in the hole of the tubular billet of a single-screw pump.

В задней части экран содержит наружный пояс, имеющий круглую боковую поверхность, подогнанную по размеру для подвижного зацепления со стенками винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса.In the rear part, the screen contains an outer belt having a round side surface adjusted in size for movable engagement with the walls of the helical toothed profile in the hole of the tubular billet of the single-screw pump.

Каждая пара устройств центрирования электрода относительно стенок винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, расположена на расстоянии друг от друга вдоль оправки, равном

хода винтовой линии винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса.Each pair of devices for centering the electrode relative to the walls of the helical gear profile in the hole of the tubular blank is located at a distance from each other along the mandrel equal to

travel of the helical line of the helical gear profile in the hole of the tubular billet of the single screw pump.

Гильза из диэлектрического материала, установленная на оправке, выполнена съемной и центрируется относительно оправки при помощи винтов с возможностью упора головок винтов в оправку и обеспечения плотного контакта головок винтов с отверстиями для головок винтов в гильзе, а отверстия для головок винтов в гильзе герметично закрыты заглушками из диэлектрического материала.The sleeve made of dielectric material, mounted on the mandrel, is made removable and is centered relative to the mandrel with the help of screws with the possibility of resting the screw heads in the mandrel and ensuring tight contact of the screw heads with the holes for the screw heads in the sleeve, and the holes for the screw heads in the sleeve are hermetically closed with plugs made of dielectric material.

Выполнение электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса таким образом, что электрод, имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности, с числом зубьев равным двум, выполнен из множества зубчатых модулей, примыкающих друг к другу с возможностью образования внутри каждого из зубчатых модулей двух винтовых проточных каналов для электролита, при этом зубчатые модули установлены на оправке с возможностью фиксации окружного расположения винтовых проточных каналов для электролита, плотного контакта друг с другом и образования внутри электрода двух винтовых каналов для электролита, вход винтовых каналов для электролита в электроде расположен между чередующимися выступами на круглой боковой поверхности центратора, выход винтовых каналов для электролита в электроде герметично перекрыт зубчатым диском, скрепленным с задним торцом электрода, с возможностью поддержания избыточного давления электролита в полости внутри отверстия трубчатой заготовки между гильзой, электродом и винтовой задней направляющей, выполненной в виде зубчатого диска и экрана из диэлектрического материала, скрепленной с задним торцом электрода, при этом электродный блок содержит множество устройств центрирования электрода относительно стенок винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, причем каждая пара устройств центрирования электрода, расположенных между зубьями электрода, размещена на расстоянии друг от друга вдоль оправки и выполнена в виде двух противоположно расположенных опор из диэлектрического материала с возможностью подвижного зацепления со стенками винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса, обеспечивает повышение скорости электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса для изготовления статоров без обкладки из эластомера (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин, снижение расхода электроэнергии, повышение точности обработки путем улучшения теплоотвода, создания дополнительной турбулентности и повышения эффективности уноса и очистки металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита для предотвращения коротких замыканий.Execution of an electrode block for electrochemical processing of a helical toothed profile in the hole of the tubular workpiece of a single-screw pump in such a way that the electrode having a helical toothed shape of the outer surface, with the number of teeth equal to two, is made of a plurality of toothed modules adjacent to each other with the possibility of forming inside each of gear modules of two helical flow channels for the electrolyte, while the gear modules are mounted on the mandrel with the possibility of fixing the circumferential arrangement of the helical flow channels for the electrolyte, close contact with each other and the formation of two helical channels for the electrolyte inside the electrode, the input of the helical channels for the electrolyte in the electrode is located between alternating protrusions on the round side surface of the centralizer, the outlet of the screw channels for the electrolyte in the electrode is hermetically sealed by a toothed disk fastened to the rear end of the electrode, with the possibility of maintaining excess electrolyte pressure in the cavity inside the opening of the tubular blank between the sleeve, the electrode and the screw rear guide, made in in the form of a toothed disk and a screen made of a dielectric material, fastened to the rear end of the electrode, while the electrode block contains a plurality of devices for centering the electrode relative to the walls of the helical toothed profile in the hole of the tubular blank, each pair of electrode centering devices located between the teeth of the electrode is placed at a distance of each from each other along the mandrel and is made in the form of two opposite supports made of dielectric material with the possibility of movable engagement with the walls of the helical gear profile in the hole of the tubular workpiece of the single screw pump, provides an increase in the speed of electrochemical processing of the helical toothed profile in the hole of the tubular workpiece of the single screw pump for the manufacture of stators without lining from an elastomer (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), used in single-screw pumps for oil production from wells, reducing power consumption, increasing processing accuracy by improving heat removal, creating additional turbulence and increasing the efficiency of entrainment and cleaning of metal sludge from the interelectrode gap with an electrolyte flow to prevent short circuits.

Выполнение электродном блоке для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса таким образом уменьшает потери давления потока электролита -хлорида натрия на водной основе (NaCl) под давлением в системе - 4,0 МПа и гидроабразивный "размыв" за счет выравнивания скоростей и давлений потока электролита между выходами каналов для направления электролита в межэлектродный промежуток, выполненных в стенке каждого винтового зуба электрода, а также в полости между уплотнителями передней направляющей, размещенными в гильзе и имеющими цилиндрическую форму наружной поверхности, и винтовой задней направляющей, прикрепленной к заднему краю электрода, с возможностью поддержания избыточного давления электролита в полости внутри отверстия трубчатой заготовки между гильзой, электродом и винтовой задней направляющей, выполненной в виде зубчатого диска и экрана из диэлектрического материала, скрепленной с задним торцом электрода, для предотвращения коротких замыканий ("прижегов") при продвижении электрода вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода вокруг своей оси параллельно прямолинейной траектории для обеспечения равномерного зазора между зубьями электрода и внутренней поверхностью трубчатой заготовки, обеспечивает изотермические условия с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности, улучшает теплоотвод за счет создания дополнительной турбулентности и повышения эффективности уноса и очистки металлического шлама потоком электролита для предотвращения коротких замыканий ("прижегов") в межэлектродном промежутке.The implementation of the electrode block for electrochemical processing of a helical toothed profile in the hole of the tubular billet of a single-screw pump thus reduces the pressure loss of the flow of electrolyte - sodium chloride on a water basis (NaCl) under pressure in the system - 4.0 MPa and hydroabrasive "washout" due to the alignment of velocities and electrolyte flow pressure between the outlets of the channels for directing the electrolyte into the interelectrode gap, made in the wall of each helical tooth of the electrode, as well as in the cavity between the front guide seals, placed in the sleeve and having a cylindrical outer surface, and the rear helical guide attached to the rear edge of the electrode , with the ability to maintain excess electrolyte pressure in the cavity inside the opening of the tubular blank between the sleeve, the electrode and the screw rear guide, made in the form of a toothed disk and a screen of dielectric material, fastened to the rear end of the electrode, to prevent short circuits ("burns") when moving electrode along a rectilinear trajectory and simultaneous rotation of the electrode around its axis parallel to the rectilinear trajectory to ensure a uniform gap between the electrode teeth and the inner surface of the tubular workpiece, provides isothermal conditions with the lowest possible current density gradient on its working surface, improves heat removal by creating additional turbulence and increasing the efficiency of entrainment and purification of metal sludge by the electrolyte flow to prevent short circuits ("burns") in the interelectrode gap.

Выполнение электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса таким образом, что в задней части экран содержит наружный пояс, имеющий круглую боковую поверхность, подогнанную по размеру для подвижного зацепления со стенками винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса, повышает точность центрирования электрода относительно обработанного винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса, а также точность получаемой в результате электрохимической обработки формы и размеров винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки на установке ЭХО компании "Радиус-Сервис" (RU), (патенты RU 2578895, RU 2710092), для производства статоров без обкладки из эластомера, применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин.Execution of an electrode unit for electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of the tubular billet of a single-screw pump in such a way that in the back part the screen contains an outer belt having a round side surface fitted in size for movable engagement with the walls of the helical gear profile in the hole of the tubular billet of a single-screw pump, improves the accuracy of centering the electrode relative to the machined helical gear profile in the hole of the tubular billet of a single-screw pump, as well as the accuracy of the shape and dimensions of the helical gear profile obtained as a result of electrochemical processing in the hole of the tubular billet on the ECHO unit of the company "Radius-Service" (RU), (RU patents 2578895, RU 2710092), for the production of stators without elastomer lining, used in single screw pumps for oil production from wells.

Выполнение электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса таким образом, что каждая пара устройств центрирования электрода относительно стенок винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, расположена на расстоянии друг от друга вдоль оправки, равном

хода винтовой линии винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса, повышает точность центрирования электрода относительно обработанного винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса, а также точность получаемой в результате электрохимической обработки формы и размеров винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки на установке ЭХО компании "Радиус-Сервис" (RU), (патенты RU 2578895, RU 2710092), для производства статоров без обкладки из эластомера, применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин.Execution of the electrode unit for electrochemical processing of the helical gear profile in the hole of the tubular billet of the single-screw pump in such a way that each pair of devices for centering the electrode relative to the walls of the helical gear profile in the hole of the tubular billet is located at a distance from each other along the mandrel equal to

travel of the helix of the helical gear profile in the hole of the tubular billet of a single-screw pump, increases the accuracy of centering the electrode relative to the machined helical gear profile in the hole of the tubular billet of a single-screw pump, as well as the accuracy of the shape and dimensions of the helical gear profile obtained as a result of electrochemical processing in the hole of the tubular billet at the ECHO unit company "Radius-Service" (RU), (patents RU 2578895, RU 2710092), for the production of stators without elastomer lining, used in single-screw pumps for oil production from wells.

Выполнение электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса таким образом, что гильза из диэлектрического материала, установленная на оправке, выполнена съемной и центрируется относительно оправки при помощи винтов с возможностью упора головок винтов в оправку и обеспечения плотного контакта головок винтов с отверстиями для головок винтов в гильзе, а отверстия для головок винтов в гильзе герметично закрыты заглушками из диэлектрического материала, обеспечивает быструю замену поврежденной или изношенной гильзы, повышает точность центрирования электрода относительно обработанного винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса, а также точность получаемой в результате электрохимической обработки формы и размеров винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки на установке ЭХО компании "Радиус-Сервис" (RU), (патенты RU 2578895, RU 2710092), для производства статоров без обкладки из эластомера, применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин.Implementation of an electrode block for electrochemical processing of a helical toothed profile in the hole of a tubular workpiece of a single-screw pump in such a way that the sleeve made of dielectric material mounted on the mandrel is removable and is centered relative to the mandrel by means of screws with the possibility of resting the screw heads against the mandrel and ensuring tight contact of the screw heads with holes for the screw heads in the sleeve, and the holes for the screw heads in the sleeve are hermetically sealed with plugs made of dielectric material, provides quick replacement of a damaged or worn sleeve, improves the accuracy of centering the electrode relative to the machined helical gear profile in the hole of the tubular billet of a single-screw pump, as well as the accuracy of the resulting as a result of electrochemical processing of the shape and dimensions of a helical gear profile in the hole of a tubular billet at the ECHO unit of Radius-Service (RU), (patents RU 2578895, RU 2710092), for the production of stators without elastomer lining used in single-screw pumps for production oil from wells.

Ниже изображен электродный блок для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса для изготовления статоров без обкладки из эластомера (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин.Below is an electrode block for electrochemical processing of a helical gear profile in the bore of a tubular billet of a single screw pump for the manufacture of stators without elastomer lining (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump) used in single screw pumps for oil production from wells.

На фиг. 1 изображен электродный блок, скрепленный с краем приводной штанги, в процессе электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса.In FIG. 1 shows an electrode block fastened to the edge of a drive rod during electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of a tubular workpiece of a single-screw pump.

На фиг. 2 изображен электродный блок, скрепленный с краем приводной штанги.In FIG. 2 shows an electrode block attached to the edge of a drive rod.

На фиг. 3 изображен разрез А-А на фиг. 1 поперек края приводной штанги и переднего края оправки, размещенных в отверстии трубчатой заготовки, а также вход винтовых каналов для электролита в электроде.In FIG. 3 shows section A-A in FIG. 1 across the edge of the drive rod and the front edge of the mandrel placed in the hole of the tubular blank, as well as the entrance of the screw channels for the electrolyte in the electrode.

На фиг. 4 изображен разрез Б-Б на фиг. 1 поперек оправки и одного из множества зубчатых модулей, содержащих каналы для электролита, а также устройства центрирования электрода относительно стенок винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки.In FIG. 4 shows a section B-B in Fig. 1 across the mandrel and one of the plurality of gear modules containing channels for the electrolyte, as well as devices for centering the electrode relative to the walls of the helical gear profile in the hole of the tubular workpiece.

На фиг. 5 изображен разрез В-В на фиг. 1 поперек оправки и другого зубчатого модуля, также содержащего каналы для электролита и устройства центрирования электрода относительно стенок винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки.In FIG. 5 shows a section b-b in Fig. 1 across the mandrel and another gear module, which also contains channels for the electrolyte and devices for centering the electrode relative to the walls of the helical gear profile in the hole of the tubular workpiece.

На фиг. 6 изображен разрез Г-Г на фиг. 1 поперек оправки и зубчатого диска, скрепленного с нижним по потоку зубчатым модулем, выход винтовых каналов для электролита в электроде герметично перекрыт упомянутым зубчатым диском.In FIG. 6 shows a section G-D in Fig. 1 across the mandrel and the toothed disk attached to the downstream toothed module, the outlet of the helical electrolyte channels in the electrode is hermetically sealed by said toothed disk.

На фиг. 7 изображен разрез Д-Д на фиг. 1 поперек наружного пояса в задней части экрана, имеющего круглую боковую поверхность, подогнанную по размеру для подвижного зацепления со стенками винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки.In FIG. 7 shows a section D-D in Fig. 1 across the outer chord at the back of the shield having a round side surface sized to movably engage with the walls of the helical toothed profile in the bore of the tubular blank.

На фиг. 8 - изометрическое изображение электродного блока со стороны заднего края электрода.In FIG. 8 is an isometric view of the electrode block from the rear edge of the electrode.

На фиг. 9 - изометрическое изображение электродного блока со стороны переднего края электрода.In FIG. 9 is an isometric view of the electrode block from the front edge of the electrode.

На фиг. 10 - изображен продольный разрез статора одновинтового насоса, получаемого при завершении электрохимической обработки, в сборке с винтовым ротором.In FIG. 10 - shows a longitudinal section of the stator of a single-screw pump, obtained upon completion of electrochemical processing, assembled with a screw rotor.

На фиг. 11 - изображен разрез Е-Е на фиг. 10 поперек статора одновинтового насоса, получаемого при завершении электрохимической обработки, в сборке с винтовым ротором.In FIG. 11 is a section E-E in FIG. 10 across the stator of a single screw pump obtained at the completion of electrochemical processing, assembled with a screw rotor.

Электродный блок 1 для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 одновинтового насоса содержит электрод 5 (из латуни Л-63 ГОСТ 15527-70), имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности 6, включающий винтовую заднюю направляющую 7, выполненную в виде зубчатого диска 8 (из латуни Л-63 ГОСТ 15527-70), контактирующего с задним торцом 9 электрода 5, и экран 10 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ2224-003-39046337-04), скрепленный с задним торцом 9 электрода 5 (и зубчатым диском 8) для перемещения за ним в винтовом отверстии - винтовом зубчатом профиле 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, и переднюю направляющую 11, выполненную в виде гильзы 12 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ2224-003-39046337-04), скрепленной с оправкой 13, содержащей уплотнители 14 для герметизации гильзы 12 относительно отверстия 3 трубчатой заготовки 4, изображено на фиг. 1, 2, 9.The electrode block 1 for electrochemical processing of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular workpiece 4 of the single screw pump contains an electrode 5 (made of brass L-63 GOST 15527-70), having a helical gear shape of the outer surface 6, including a helical rear guide 7, made in the form a toothed disk 8 (made of brass L-63 GOST 15527-70) in contact with the rear end 9 of the electrode 5, and a screen 10 made of a dielectric material (made of caprolon STP-30 TU2224-003-39046337-04) fastened to the rear end 9 of the electrode 5 (and a toothed disk 8) for moving behind it in a screw hole - a screw toothed profile 2 in a hole 3 of a tubular blank 4, and a front guide 11 made in the form of a sleeve 12 made of a dielectric material (from caprolon STP-30 TU2224-003-39046337 -04), fastened to a mandrel 13 containing seals 14 for sealing the sleeve 12 relative to the hole 3 of the tubular blank 4, is shown in Fig. 1, 2, 9.

Гильза 12 и оправка 13 снабжены совмещенными между собой каналами 15 для направления электролита 16 (хлорида натрия NaCl на водной основе) в полость 17 внутри отверстия 3 трубчатой заготовки 4 между гильзой 12 и электродом 5, а также содержит центратор 18 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ2224-003-39046337-04), имеющий круглую боковую поверхность 19, подогнанную по размеру для подвижного зацепления отверстия 3 трубчатой заготовки 4, два торца 20 и 21, чередующиеся выступы 22 и пазы 23 на круглой боковой поверхности 19, выполненные с возможностью направления электролита 16 в камеры 24 внутри винтовых зубьев 25 электрода 5, изображено на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9.The sleeve 12 and the mandrel 13 are provided with channels 15 aligned with each other for directing the electrolyte 16 (water-based sodium chloride NaCl) into the cavity 17 inside the hole 3 of the tubular blank 4 between the sleeve 12 and the electrode 5, and also contains a centralizer 18 made of a dielectric material (made of caprolon STP-30 TU2224-003-39046337-04), having a round side surface 19, fitted to the size for the movable engagement of the hole 3 of the tubular blank 4, two ends 20 and 21, alternating protrusions 22 and grooves 23 on the round side surface 19, made with the possibility of directing the electrolyte 16 into the chambers 24 inside the helical teeth 25 of the electrode 5 is shown in FIG. 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9.

Центратор 18 из диэлектрического материала, расположенный на оправке 13 между передней частью 26 электрода 5 и задней частью 27 гильзы 12 из диэлектрического материала, снабжен втулкой 28 из токопроводящего материала (из латуни Л-63 ГОСТ 15527-70), изображено на фиг. 1, 2.The centralizer 18 made of dielectric material, located on the mandrel 13 between the front part 26 of the electrode 5 and the rear part 27 of the sleeve 12 made of dielectric material, is equipped with a bushing 28 made of conductive material (made of brass L-63 GOST 15527-70), shown in Fig. 12.

Оправка 13 с установленным на ней электродом 5 скреплена резьбой 29 с приводной штангой 30 для продвижения электрода 5 вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода 5 вокруг своей оси 31 параллельно прямолинейной траектории для обеспечения равномерного зазора 32 между зубьями 25 электрода 5 и внутренней поверхностью 2 трубчатой заготовки 4, изображено на фиг. 1, 2, 3, 4, 5.The mandrel 13 with the electrode 5 mounted on it is threaded 29 with a drive rod 30 to advance the electrode 5 along a straight path and simultaneously rotate the electrode 5 around its axis 31 parallel to the straight path to ensure a uniform gap 32 between the teeth 25 of the electrode 5 and the inner surface 2 of the tubular workpiece 4 is shown in FIG. 1, 2, 3, 4, 5.

Электрод 5 образует внутри каждого винтового зуба 25 камеру 24 для электролита 16, в стенке 33 каждого винтового зуба 25 электрода 5 выполнен ряд щелевых каналов 34 для направления электролита 16 в межэлектродный промежуток 35, винтовая задняя направляющая 7 выполнена в виде экрана 10 из диэлектрического материала, контактирующего с задним краем 9 электрода 5, а также содержит кожух 36 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ2224-003-39046337-04), прикрепленный к экрану 10 из диэлектрического материала винтовой задней направляющей 7, выполненной в виде зубчатого диска 8, при помощи резьбы 37 на буртике 38 болта 39, изображено на фиг. 1,2.Electrode 5 forms inside each helical tooth 25 a chamber 24 for electrolyte 16, in the wall 33 of each helical tooth 25 of electrode 5 a number of slotted channels 34 are made to direct the electrolyte 16 into the interelectrode gap 35, the helical rear guide 7 is made in the form of a screen 10 of a dielectric material, contacting with the rear edge 9 of the electrode 5, and also contains a casing 36 made of dielectric material (made of caprolon STP-30 TU2224-003-39046337-04), attached to the screen 10 made of dielectric material of the screw rear guide 7, made in the form of a toothed disk 8, by thread 37 on shoulder 38 of bolt 39, shown in FIG. 1.2.

Электрод 5, имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности 6, с числом зубьев 25 равным двум, выполнен из множества зубчатых модулей, а именно 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, примыкающих друг к другу по плоскостям (торцам), соответственно 50 (модули 40 и 41), 51 (модули 41 и 42), 52 (модули 42 и 43), 53 (модули 43 и 44), 54 (модули 44 и 45), 55 (модули 45 и 46), 56 (модули 46 и 47), 57 (модули 47 и 48), 58 (модули 48 и 49) с возможностью образования внутри каждого из зубчатых модулей, а именно 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 двух винтовых проточных каналов (или камер) 24 для электролита 16, изображено на фиг. 1, 2, 3, 4, 5.The electrode 5, having a helical toothed shape of the outer surface 6, with the number of teeth 25 equal to two, is made of a plurality of toothed modules, namely 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, adjacent to each other along the planes (ends), respectively 50 (modules 40 and 41), 51 (modules 41 and 42), 52 (modules 42 and 43), 53 (modules 43 and 44), 54 (modules 44 and 45), 55 (modules 45 and 46), 56 (modules 46 and 47), 57 (modules 47 and 48), 58 (modules 48 and 49) with the possibility of forming inside each of the gear modules, namely 40, 41, 42, 43, 44, 45 , 46, 47, 48, 49 of two helical flow channels (or chambers) 24 for electrolyte 16 is shown in FIG. 1, 2, 3, 4, 5.

Зубчатые модули, а именно 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, установлены на оправке 13 с возможностью фиксации окружного расположения винтовых проточных каналов (или камер) 24 для электролита 16, плотного контакта друг с другом по плоскостям (торцам) 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 и образования внутри электрода 5 двух винтовых каналов (или камер) 24 для электролита 16 при помощи шпоночного соединения 59, 60, и 61, изображено на фиг. 1, 2, 3, 4, 6.Gear modules, namely 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, are mounted on the mandrel 13 with the possibility of fixing the circumferential arrangement of the helical flow channels (or chambers) 24 for the electrolyte 16, close contact with each other. the other along the planes (ends) 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 and the formation inside the electrode 5 of two helical channels (or chambers) 24 for electrolyte 16 using a keyed connection 59, 60, and 61, shown in Fig. 1, 2, 3, 4, 6.

Вход 62 винтовых каналов (или камер) 24 для электролита 16 в электроде 5 расположен между чередующимися выступами 22 (вдоль впадин 23) на круглой боковой поверхности 19 центратора 18 (на передней части 26 электрода 5), выход 63 винтовых каналов 24 для электролита 16 в электроде 5 герметично перекрыт зубчатым диском 8 (и экраном 10), скрепленными с задним торцом 9 электрода 5 при помощи болтов 64 (с внутренним шестигранником), с возможностью поддержания избыточного давления электролита 16 в полости 17 внутри отверстия 3 трубчатой заготовки 4 между гильзой 12, электродом 5 и винтовой задней направляющей 7, выполненной в виде зубчатого диска 8 и экрана 10 из диэлектрического материала, скрепленной поверхностью (торцом) 65 зубчатого диска 8 с задним торцом 9 электрода 5, изображено на фиг. 1, 2, 3, 4, 6, 8, 9.The input 62 screw channels (or chambers) 24 for the electrolyte 16 in the electrode 5 is located between alternating protrusions 22 (along the depressions 23) on the round side surface 19 of the centralizer 18 (on the front part 26 of the electrode 5), the output of 63 screw channels 24 for the electrolyte 16 in electrode 5 is hermetically sealed with a toothed disk 8 (and a screen 10), fastened to the rear end 9 of the electrode 5 using bolts 64 (with an internal hexagon), with the ability to maintain an excess pressure of the electrolyte 16 in the cavity 17 inside the hole 3 of the tubular blank 4 between the sleeve 12, electrode 5 and a screw rear guide 7, made in the form of a toothed disk 8 and a screen 10 made of a dielectric material, fastened by the surface (end) 65 of the toothed disk 8 with the rear end 9 of the electrode 5, is shown in Fig. 1, 2, 3, 4, 6, 8, 9.

Электродный блок 1 содержит множество устройств, а именно 66 и 67, 68 и 69 центрирования электрода 5 относительно стенок винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, причем каждая пара устройств, а именно 66 и 67, 68 и 69 центрирования электрода 5, расположенных между зубьями 25 электрода 5, размещена на расстоянии друг от друга вдоль оправки 13 и выполнена в виде двух противоположно расположенных опор, а именно 66 и 67, 68 и 69 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ2224-003-39046337-04) с возможностью подвижного зацепления со стенками винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 одновинтового насоса, изображено на фиг. 1, 2, 4, 5, 8, 9.The electrode block 1 contains a plurality of devices, namely 66 and 67, 68 and 69 for centering the electrode 5 relative to the walls of the helical toothed profile 2 in the hole 3 of the tubular blank 4, each pair of devices, namely 66 and 67, 68 and 69 for centering the electrode 5, located between the teeth 25 of the electrode 5, placed at a distance from each other along the mandrel 13 and made in the form of two opposite supports, namely 66 and 67, 68 and 69 of a dielectric material (from caprolon STP-30 TU2224-003-39046337-04 ) with the possibility of movable engagement with the walls of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular billet 4 of the single-screw pump, shown in Fig. 1, 2, 4, 5, 8, 9.

В задней части 70 экран 10 из диэлектрического материала, скрепленный с зубчатым диском 8 и задним торцом 9 электрода 5 при помощи болтов 64, а также закрепленный кожухом 36 с зубчатым диском 8 при помощи резьбы 37 на буртике 38 болта 39, содержит наружный (центрирующий) пояс 71, имеющий круглую боковую поверхность, подогнанную по размеру для подвижного зацепления со стенками винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 одновинтового насоса, изображено на фиг. 1, 2, 7, 8.In the rear part 70, a screen 10 made of a dielectric material, fastened to a toothed disk 8 and the rear end 9 of the electrode 5 using bolts 64, and also fixed by a casing 36 with a toothed disk 8 using a thread 37 on the shoulder 38 of the bolt 39, contains an external (centering) belt 71, having a round side surface, adjusted in size for movable engagement with the walls of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular billet 4 of the single-screw pump, is shown in Fig. 1, 2, 7, 8.

Каждая пара устройств, а именно 66 и 67, 68 и 69 центрирования электрода 5, расположенных между зубьями 25 электрода 5, выполненных в виде двух противоположно расположенных опор, а именно 66 и 67, 68 и 69, размещена на расстоянии 72 друг от друга вдоль оправки 13, равном

хода 73, Т винтовой линии винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 одновинтового насоса, изображено на фиг. 1, 2, 4, 5, 8, 9, 10, 11.Each pair of devices, namely 66 and 67, 68 and 69 for centering the electrode 5, located between the teeth 25 of the electrode 5, made in the form of two opposite supports, namely 66 and 67, 68 and 69, is placed at a distance of 72 from each other along mandrel 13, equal

stroke 73, T of the helix of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular billet 4 of the single-screw pump, is shown in Fig. 1, 2, 4, 5, 8, 9, 10, 11.

Ход 73, Т (или шаг P_z) винтовой линии, например, вдоль впадины 74 винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 одновинтового насоса, равен расстоянию по соосной поверхности между двумя положениями точки, образующей линию впадины 74 винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, соответствующей ее полному обороту вокруг центральной оси 75 трубчатой заготовки 4, показано, например, в ГОСТ 16530-83, стр. 17, изображено на фиг. 10, 11.The stroke 73, T (or pitch P _z ) of the helical line, for example, along the cavity 74 of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular billet 4 of the single-screw pump, is equal to the distance along the coaxial surface between the two positions of the point forming the line of the cavity 74 of the helical gear profile 2 in opening 3 of the tubular blank 4, corresponding to its full rotation around the central axis 75 of the tubular blank 4, is shown, for example, in GOST 16530-83, page 17, shown in Fig. 10, 11.

Гильза 12 из диэлектрического материала, установленная на оправке 13, выполнена съемной и центрируется относительно оправки 13 при помощи винтов 76 с возможностью упора головок 77 винтов 76 в оправку 13 по поверхности 78 и обеспечения плотного контакта головок 77 винтов 76 с отверстиями 79 для головок 77 винтов 76 в гильзе 12, а отверстия 79 для головок 77 винтов 76 в гильзе 12 герметично закрыты заглушками 80 из диэлектрического материала, изображено на фиг. 1, 2, 8, 9.Sleeve 12 made of dielectric material mounted on mandrel 13 is made removable and is centered relative to mandrel 13 by means of screws 76 with the possibility of abutting heads 77 of screws 76 into mandrel 13 on surface 78 and ensuring tight contact of heads 77 of screws 76 with holes 79 for heads 77 of screws 76 in the sleeve 12, and the holes 79 for the heads 77 of the screws 76 in the sleeve 12 are hermetically sealed with plugs 80 made of a dielectric material, shown in FIG. 1, 2, 8, 9.

Кроме того, на фиг. 10, 11 изображено: поз. 75 - центральная ось трубчатой заготовки 4 (статора); поз. 81 - центральная ось ротора 82; поз. 83, е - эксцентриситет зубчатого зацепления однозаходного винтового ротора 82 относительно двухзаходной трубчатой заготовки 4 (статора) одновинтового насоса, ротор 82 имеет на один винтовой зуб 84 меньше, чем число впадин 74 трубчатой заготовки 4 (статора); поз. 85 - шарнирная муфта для привода ротора 82 насоса; поз. 86 - направление насосной подачи нефти из продуктивного пласта на поверхность через насосно-компрессорные трубы (НКТ); поз. 87 - множеством аксиально движущихся камер между профилем 84 однозаходного винтового ротора 82 и профилем 74 двухзаходной трубчатой заготовки 4 (статора).In addition, in FIG. 10, 11 shows: pos. 75 - the central axis of the tubular billet 4 (stator); pos. 81 - the central axis of the rotor 82; pos. 83, e - the eccentricity of the gearing of the single-thread screw rotor 82 relative to the double-thread tubular billet 4 (stator) of the single-screw pump, the rotor 82 has one helical tooth 84 less than the number of depressions 74 of the tubular billet 4 (stator); pos. 85 - articulated coupling to drive the rotor 82 of the pump; pos. 86 - direction of pumping oil from the reservoir to the surface through the tubing (tubing); pos. 87 - a plurality of axially moving chambers between the profile 84 of a single-threaded helical rotor 82 and the profile 74 of a two-threaded tubular blank 4 (stator).

Количество ходов 37, Т винтовой пары определяет потенциальное давление, которое одновинтовой винтовой насос может развить, а объем замкнутых полостей 87 и скорость вращения ротора 82 определяет производительность насоса.The number of strokes 37, T of the screw pair determines the potential pressure that a single-screw screw pump can develop, and the volume of closed cavities 87 and the speed of rotation of the rotor 82 determine the performance of the pump.

Кроме того, поз. 88 - полость всасывания; поз. 89 - полость нагнетания, изображено на фиг. 10.In addition, pos. 88 - suction cavity; pos. 89 - injection cavity, shown in Fig. 10.

Ниже представлен лучший вариант использования заявляемого электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса для изготовления статоров без обкладки из эластомера (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин.Below is the best option for using the proposed electrode block for electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of a tubular workpiece of a single-screw pump for the manufacture of stators without an elastomer lining (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump) used in single-screw pumps for oil production from wells.

Электродный блок используют на установке ЭХО компании "Радиус-Сервис" (RU), (патенты RU 2578895, RU 2710092) для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в необработанной поверхности отверстия трубчатой заготовки.The electrode block is used on the ECHO unit of Radius-Service (RU), (patents RU 2578895, RU 2710092) for electrochemical processing of a helical toothed profile in the untreated surface of a hole in a tubular workpiece.

Предварительно собирают электродный блок 1.Pre-assemble the electrode block 1.

На оправку 13 устанавливают гильзу 12 из диэлектрического материала, используемую в качестве передней направляющей 11 электрода 5, совмещают каналы 15 в гильзе 12 и оправке 13 (при помощи фиксатора), центрируют гильзу 12 на оправке 13 при помощи винтов 76 с возможностью упора головок 77 винтов 76 в оправку 13 и обеспечения плотного контакта головок 77 винтов 76 с отверстиями 79 для головок 77 винтов 76 в гильзе 12, отверстия 79 для головок 77 винтов 76 закрывают с наружной поверхности гильзы 12 заглушками 80 из диэлектрического материала, устанавливают уплотнители 14 из эластомера, изображено на фиг. 1, 2.A sleeve 12 made of a dielectric material is installed on the mandrel 13, which is used as the front guide 11 of the electrode 5, the channels 15 in the sleeve 12 and the mandrel 13 are aligned (using a lock), the sleeve 12 is centered on the mandrel 13 using screws 76 with the possibility of stopping the heads 77 of the screws 76 into the mandrel 13 and ensuring tight contact of the heads 77 of the screws 76 with the holes 79 for the heads 77 of the screws 76 in the sleeve 12, the holes 79 for the heads 77 of the screws 76 are closed from the outer surface of the sleeve 12 with plugs 80 of dielectric material, seals 14 of elastomer are installed, shown in fig. 12.

Зубчатый модуль 49, образующий винтовую заднюю направляющую 7, предварительно скрепляют с зубчатым диском 8 и экраном 10 при помощи болтов 64, изображено на фиг. 1, 2, 8.The toothed module 49 forming the helical rear guide 7 is pre-attached to the toothed disk 8 and the screen 10 by means of bolts 64, shown in FIG. 1, 2, 8.

В электродный блок 1 предварительно устанавливают множество устройств, а именно 66 и 67, 68 и 69 центрирования электрода 5 относительно стенок винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, причем каждую пару устройств, а именно 66 и 67, 68 и 69 центрирования электрода 5, расположенных между зубьями 25 электрода 5, выполненных в виде двух противоположно расположенных опор, а именно 66 и 67, 68 и 69, располагают на расстоянии 72 друг от друга вдоль оправки 13, равном

хода 73, Т винтовой линии винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 одновинтового насоса, изображено на фиг. 1, 2, 4,5,8, 9, 10, 11.In the electrode block 1, a plurality of devices are preliminarily installed, namely 66 and 67, 68 and 69 for centering the electrode 5 relative to the walls of the helical toothed profile 2 in the hole 3 of the tubular workpiece 4, each pair of devices, namely 66 and 67, 68 and 69 for centering the electrode 5, located between the teeth 25 of the electrode 5, made in the form of two opposite supports, namely 66 and 67, 68 and 69, are located at a distance of 72 from each other along the mandrel 13, equal to

stroke 73, T of the helix of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular billet 4 of the single-screw pump, is shown in Fig. 1, 2, 4,5,8, 9, 10, 11.

Например, для статора SN.RSK1200L.1T108T05N1 габарита 108 мм и длиной 4850 мм ход винтовой линии профиля составляет 230 мм.For example, for a SN.RSK1200L.1T108T05N1 stator with a size of 108 mm and a length of 4850 mm, the profile helix stroke is 230 mm.

На оправку 13 устанавливают шпонки 59, 60, 61 шпоночного соединения 59, 60, и 61, устанавливают центратор 18 из диэлектрического материала, снабженный втулкой 28 из токопроводящего материала, вплотную к задней части 27 гильзы 12, устанавливают зубчатые модули, а именно 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, с возможностью фиксации окружного расположения винтовых проточных каналов (или камер) 24 для электролита 16, плотного контакта друг с другом по плоскостям (торцам) 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 и образования внутри электрода 5 двух винтовых каналов (или камер) 24 для электролита 16 при помощи шпоночного соединения 59, 60, и 61, изображено на фиг. 1, 2, 3, 4, 6.Dowels 59, 60, 61 of the key connection 59, 60, and 61 are installed on the mandrel 13; , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, with the possibility of fixing the circumferential arrangement of screw flow channels (or chambers) 24 for electrolyte 16, close contact with each other along the planes (ends) 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 and the formation inside the electrode 5 of two helical channels (or chambers) 24 for the electrolyte 16 using a keyed connection 59, 60, and 61, is shown in FIG. 1, 2, 3, 4, 6.

Винтовую заднюю направляющую 7, выполненную в виде экрана 10, контактирующего с задним краем 9 электрода 5, а также содержащую кожух 36, прикрепляют к экрану 10 винтовой задней направляющей 7, выполненной в виде зубчатого диска 8, при помощи резьбы 37 на буртике 38 болта 39, изображено на фиг. 1, 2.The screw rear guide 7, made in the form of a screen 10, in contact with the rear edge 9 of the electrode 5, and also containing a casing 36, is attached to the screen 10 of the screw rear guide 7, made in the form of a toothed disk 8, using thread 37 on the shoulder 38 of the bolt 39 , shown in Fig. 12.

Устанавливают кран-балкой трубчатую заготовку 4 в люнеты: ближний край трубчатой заготовки 4 устанавливают на ролики неподвижно скрепленного с рамой установки регулируемого люнета, а дальний край трубчатой заготовки 4 устанавливают на ролики скрепленного с рамой установки, перемещаемого на раме установки в продольном направлении, вдоль отверстия 3 трубчатой заготовки 4 второго люнета (не показано).The tubular blank 4 is installed in the steady rests by a beam crane: the near edge of the tubular blank 4 is mounted on the rollers of the adjustable steady rest fixed to the installation frame, and the far edge of the tubular blank 4 is mounted on the rollers of the installation fastened to the frame, moving on the installation frame in the longitudinal direction, along the hole 3 tubular blanks 4 second lunette (not shown).

Устанавливают приводную штангу 30 на собственные люнеты, скрепляют болтами фланец приводной штанги 30 с приводом вращения приводной штанги 30, установленном на суппорте, соединенном с приводом продольного перемещения суппорта (не показано), изображено на фиг. 1, 2, 7, 8.The drive bar 30 is installed on its own rests, the drive bar 30 flange is bolted to the drive bar rotation drive 30 mounted on a caliper connected to the caliper longitudinal movement drive (not shown), shown in Fig. 1, 2, 7, 8.

Включают привод продольного перемещения суппорта и вдвигают приводную штангу 30 в отверстие 3 трубчатой заготовки 4, установленной в собственных люнетах, при этом край приводной штанги 30 располагают с "вылетом" из отверстия 3 трубчатой заготовки 4 таким образом, чтобы было удобно монтировать электродный блок 1 с оправкой 13 на краю приводной штанги 30, изображено на фиг. 1, 2.The drive for the longitudinal movement of the caliper is turned on and the drive rod 30 is pushed into the hole 3 of the tubular blank 4 installed in its own steady rests, while the edge of the drive rod 30 is positioned with a “protrusion” from the hole 3 of the tubular blank 4 in such a way that it is convenient to mount the electrode block 1 with mandrel 13 on the edge of the drive rod 30, shown in Fig. 12.

На краю приводной штанги 30 в резьбу 29 заворачивают оправку 13 с собранным на ней электродным блоком 1 для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, содержащим электрод 5, включающий винтовую заднюю направляющую 7, выполненную в виде зубчатого диска 8, контактирующего с задним торцом 9 электрода 5, и экран 10, скрепленный с задним торцом 9 электрода 5 (и зубчатым диском 8) для перемещения за ним в винтовом отверстии -винтовом зубчатом профиле 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, и переднюю направляющую 11, выполненную в виде гильзы 12, скрепленной с оправкой 13, содержащей уплотнители 14 для герметизации гильзы 12 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, при помощи специального приспособления с фиксаторами, устанавливаемыми в отверстия 15 в оправке 13 и гильзе 14, изображено на фиг. 1, 2, 9.At the edge of the drive rod 30, a mandrel 13 is screwed into the thread 29 with an electrode block 1 assembled on it for electrochemical processing of a helical toothed profile 2 in the hole 3 of the tubular workpiece 4, containing an electrode 5, including a screw rear guide 7, made in the form of a toothed disk 8, contacting with the rear end 9 of the electrode 5, and the screen 10, fastened to the rear end 9 of the electrode 5 (and the toothed disk 8) to move behind him in the screw hole - screw toothed profile 2 in the hole 3 of the tubular blank 4, and the front guide 11, made in in the form of a sleeve 12 fastened to a mandrel 13 containing seals 14 for sealing the sleeve 12 in the hole 3 of the tubular billet 4, using a special device with retainers installed in the holes 15 in the mandrel 13 and the sleeve 14, is shown in Fig. 1, 2, 9.

Установка для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля внутренней поверхности в отверстии трубчатой заготовки содержит первую камеру для электролита 16, присоединенную к ближнему от привода вращения приводной штанги 30 краю трубчатой заготовки 4, и вторую камеру для электролита 16, присоединенную к дальнему от привода вращения приводной штанги 30 краю трубчатой заготовки 4, (не показано).The installation for electrochemical processing of the helical toothed profile of the inner surface in the hole of the tubular workpiece contains the first chamber for electrolyte 16 attached to the edge of the tubular workpiece 4, which is closest from the rotation drive of the drive rod 30, and the second chamber for electrolyte 16, connected to the drive rod 30 farthest from the rotation drive. edge of the tubular blank 4 (not shown).

Перемещают вдоль направляющей рамы на второй край трубчатой заготовки 4 камеру для электролита 16, снабженную устройством для поддержания избыточного давления электролита 16 в межэлектродном промежутке 35, (не показано).Move along the guide frame to the second edge of the tubular workpiece 4 electrolyte chamber 16, equipped with a device to maintain excess pressure of the electrolyte 16 in the interelectrode gap 35 (not shown).

Электродный блок 1, скрепленный с приводной штангой 30, располагают в камере для электролита 16 (не показанной), переднюю направляющую 11, выполненную в виде гильзы 12 и центратора 18, установленных на оправке 13, причем оправка 13 с установленным на ней электродом 5 скреплена с приводной штангой 30 для продвижения электрода 5 вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода 5 вокруг оси 31 параллельно прямолинейной траектории для обеспечения равномерного зазора 32 между зубьями 25 электрода 5 и внутренней поверхностью трубчатой заготовки 4 с винтовым зубчатым профилем 2, а электрод 5 образует внутри каждого винтового зуба 25 камеру 24 для электролита 16, в стенке 33 каждого винтового зуба 25 электрода 5 выполнен ряд щелевых каналов 34 для направления электролита 16 в межэлектродный промежуток 35, устанавливают по программе установки ЭХО в необработанном отверстии 3 трубчатой заготовки 4, изображено на фиг. 1.The electrode block 1, fastened to the drive rod 30, is placed in the electrolyte chamber 16 (not shown), the front guide 11, made in the form of a sleeve 12 and a centralizer 18, mounted on the mandrel 13, and the mandrel 13 with the electrode 5 mounted on it is fastened to drive rod 30 for advancing the electrode 5 along a straight path and simultaneous rotation of the electrode 5 around the axis 31 parallel to the straight path to ensure a uniform gap 32 between the teeth 25 of the electrode 5 and the inner surface of the tubular workpiece 4 with a helical gear profile 2, and the electrode 5 forms inside each helical tooth 25 chamber 24 for electrolyte 16, in the wall 33 of each helical tooth 25 of the electrode 5 a number of slot channels 34 are made to direct the electrolyte 16 into the interelectrode gap 35; 1.

Присоединяют источник электрического тока, например, выпрямитель KRAFT 12000/24 (DE), для подключения неподвижной трубчатой заготовки 4 в виде анода, и с токосъемником для подключения вращающейся приводной штанги 30 и электрода 5 в виде катода, через поток электролита 16 в межэлектродном промежутке 35, а также соединяют блок управления с электрическими выходными сигналами параметров установки с компьютером.An electric current source is connected, for example, a KRAFT 12000/24 (DE) rectifier, to connect a stationary tubular workpiece 4 in the form of an anode, and with a current collector to connect a rotating drive rod 30 and an electrode 5 in the form of a cathode, through the electrolyte flow 16 in the interelectrode gap 35 , and also connect the control unit with the electrical output signals of the installation parameters to the computer.

Включают блок управления, соединенный с компьютером, при этом включаются насосы, электрооборудование, источник электрического тока -выпрямитель, привод продольного перемещения суппорта, приводной штанги 30 и скрепленного с ней электродного блока 1 вдоль прямолинейной траектории внутри необработанного отверстия 3 трубчатой заготовки 4, привод вращения приводной штанги 30 и скрепленного с ней электродного блока 1 вокруг оси 31 приводной штанги 30 и оправки 13, сила технологического тока составляет 12000 А, напряжение составляет 24 В, при этом происходит передача вращающего момента от приводной штанги 30 и образование винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 одновинтового насоса для изготовления статоров без обкладки из эластомера (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин, изображено на фиг. 1, 2, 3,4, 6, 5,6, 7.The control unit connected to the computer is turned on, while the pumps, electrical equipment, the source of electric current - the rectifier, the drive for the longitudinal movement of the caliper, the drive rod 30 and the electrode unit 1 attached to it along a straight path inside the raw hole 3 of the tubular workpiece 4, the rotation drive of the drive rod 30 and the electrode unit 1 fastened to it around the axis 31 of the drive rod 30 and the mandrel 13, the process current is 12000 A, the voltage is 24 V, while the torque is transmitted from the drive rod 30 and the formation of a helical gear profile 2 in the hole 3 tubular billet 4 single-screw pump for the manufacture of stators without elastomer lining (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), used in single-screw pumps for oil production from wells, is shown in Fig. 1, 2, 3.4, 6, 5.6, 7.

Электролит 16 в процессе электрохимической обработки циркулирует по гидравлической схеме: бак рабочий с электролитом 16, бак промежуточный с электролитом 16, бак промывки с электролитом 16, насосы, модули фильтров, а также арматура (теплообменники, фильтры, вентили, затворы дисковые, датчики давления, температуры, расхода, рукав высокого давления и гибкий рукав сливной) и устройства для регулирования параметров электролита, управляемых выходными сигналами блока управления, при этом давление электролита в системе - 4,0 МПа.Electrolyte 16 in the process of electrochemical treatment circulates according to a hydraulic circuit: a working tank with electrolyte 16, an intermediate tank with electrolyte 16, a washing tank with electrolyte 16, pumps, filter modules, and fittings (heat exchangers, filters, valves, disc valves, pressure sensors, temperature, flow, high-pressure hose and flexible drain hose) and devices for regulating electrolyte parameters controlled by the output signals of the control unit, while the electrolyte pressure in the system is 4.0 MPa.

В электрохимическом процессе используют электролит 16 на основе хлорида натрия на водной основе (Na Cl), при осуществлении указанного процесса вода разлагается, а ионы ОН соединяются с ионами железа, образуя FOH, который выпадает в осадок и подвергается фильтрованию в модуле фильтров, концентрация электролита 18÷20%, температура электролита 40С°, водородный показатель электролита 7÷9 рН, допустимое количество продуктов анодного растворения в электролите 50 г/л.The electrochemical process uses electrolyte 16 based on water-based sodium chloride (Na Cl), during this process, water decomposes, and OH ions combine with iron ions, forming FOH, which precipitates and is filtered in the filter module, electrolyte concentration 18 ÷20%, electrolyte temperature 40С°, electrolyte pH 7÷9 pH, allowable amount of anodic dissolution products in electrolyte 50 g/l.

Скорость рабочей подачи электродного блока 1 (бесступенчатое регулирование) составляет 15÷45 мм/мин, частота вращения приводной штанги 30 (бесступенчатое регулирование) составляет 1,75÷2,75 об/мин.The speed of the working feed of the electrode unit 1 (infinitely adjustable) is 15÷45 mm/min, the speed of the drive rod 30 (infinitely adjustable) is 1.75÷2.75 rpm.

Масса металлического шлама при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 для изготовления статора одновинтового насоса, например, статора SN.RSK1200L.1T108T05N1 габарита 108 мм и длиной 4850 мм составляет 75÷125 кг.The mass of metal sludge during electrochemical processing of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular blank 4 for the manufacture of the stator of a single-screw pump, for example, the SN.RSK1200L.1T108T05N1 stator with a size of 108 mm and a length of 4850 mm, is 75÷125 kg.

Отключают по программе при помощи компьютера источник электрического тока, а именно выпрямитель KRAFT 12000/24 (DE), для отключения неподвижной трубчатой заготовки 4 в виде анода, и с токосъемником для отключения вращающейся приводной штанги 30 и электрода 5 в виде катода.The source of electric current is turned off according to the program using a computer, namely the KRAFT 12000/24 (DE) rectifier to turn off the stationary tubular billet 4 in the form of an anode, and with the current collector to turn off the rotating drive rod 30 and electrode 5 in the form of a cathode.

Отключают токосъемник для подключения неподвижной трубчатой заготовки 4 в виде анода, и токосъемник для подключения вращающейся приводной штанги 30 и электрода 5 в виде катода.The current collector is turned off for connecting the fixed tubular workpiece 4 in the form of an anode, and the current collector for connecting the rotating drive rod 30 and the electrode 5 in the form of a cathode.

Для этого отводят две полумуфты токосъемника с колодками от неподвижной трубчатой заготовки 4, отсоединяют устройство для удерживания заготовки 4 в местах крепления его крепление с рамой, перемещают вдоль направляющей рамы камеру для электролита 16 вместе с устройством для удерживания заготовки 4.To do this, two half-couplings of the current collector with pads are removed from the stationary tubular workpiece 4, the device for holding the workpiece 4 is disconnected at the attachment points of its fastening with the frame, the electrolyte chamber 16 is moved along the guide frame along with the device for holding the workpiece 4.

Включают привод продольного перемещения суппорта и вдвигают приводную штангу 30, скрепленную с электродным блоком 1, в обработанное электродом отверстие 3 трубчатой заготовки 4, прошедшее процесс электрохимической обработки винтового зубчатого профиля, установленной в собственных люнетах, при этом край приводной штанги 30 располагают с "вылетом" из отверстия 3 трубчатой заготовки 4 таким образом, чтобы было удобно демонтировать электродный блок 1 с оправкой 13 на краю приводной штанги 30, изображено на фиг. 1, 2.The drive for the longitudinal movement of the caliper is turned on and the drive rod 30, fastened to the electrode block 1, is pushed into the hole 3 of the tubular workpiece 4 processed by the electrode, which has undergone the process of electrochemical processing of the helical toothed profile installed in its own steady rests, while the edge of the drive rod 30 is positioned with a "overhang" from the hole 3 of the tubular blank 4 in such a way that it is convenient to dismantle the electrode block 1 with the mandrel 13 on the edge of the drive rod 30, shown in Fig. 12.

Отключают блок управления, соединенный с компьютером, насосы, электрооборудование, источник электрического тока - выпрямитель, привод продольного перемещения суппорта, приводной штанги 30 и скрепленного с ней электродного блока 1 вдоль прямолинейной траектории внутри отверстия 3 трубчатой заготовки 4, привод вращения приводной штанги 30 и скрепленного с ней электродного блока 1 вокруг оси 31 приводной штанги 30 и оправки 13.The control unit connected to the computer, pumps, electrical equipment, the source of electric current - the rectifier, the drive for the longitudinal movement of the caliper, the drive rod 30 and the electrode block 1 fastened to it along a straight path inside the hole 3 of the tubular workpiece 4, the rotation drive of the drive rod 30 and fastened with it the electrode block 1 around the axis 31 of the drive rod 30 and the mandrel 13.

На краю приводной штанги 30 отворачивают оправку 13, скрепленную резьбой 29 с собранным на ней электродным блоком 1 для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, содержащим электрод 5, включающий винтовую заднюю направляющую 7, выполненную в виде зубчатого диска 8, контактирующего с задним торцом 9 электрода 5, и экран 10, скрепленный с задним торцом 9 электрода 5 (и зубчатым диском 8) для перемещения за ним в винтовом отверстии -винтовом зубчатом профиле 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, и переднюю направляющую 11, выполненную в виде гильзы 12, скрепленной с оправкой 13, содержащей уплотнители 14 для герметизации гильзы 12 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, при помощи специального приспособления с фиксаторами, устанавливаемыми в отверстия 15 в оправке 13 и гильзе 14, изображено на фиг. 1, 2, 9.At the edge of the drive rod 30, a mandrel 13 is unscrewed, fastened with a thread 29 with an electrode block 1 assembled on it for electrochemical processing of a helical toothed profile 2 in a hole 3 of a tubular workpiece 4, containing an electrode 5, including a screw rear guide 7, made in the form of a toothed disk 8, contacting with the rear end 9 of the electrode 5, and the screen 10, fastened to the rear end 9 of the electrode 5 (and gear disk 8) to move behind him in the screw hole - screw toothed profile 2 in the hole 3 of the tubular blank 4, and the front guide 11, made in the form of a sleeve 12 fastened to a mandrel 13 containing seals 14 for sealing the sleeve 12 in the hole 3 of the tubular blank 4, using a special device with retainers installed in the holes 15 in the mandrel 13 and the sleeve 14, is shown in Fig. 1, 2, 9.

Устанавливают технологические заглушки, производят промывку винтового зубчатого профиля внутренней поверхности 3 трубчатой заготовки 4 специальным раствором.Technological plugs are installed, the helical gear profile of the inner surface 3 of the tubular billet 4 is washed with a special solution.

Выполнение электродного блока для электрохимической обработки таким образом, что электрод 5, имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности 6, с числом зубьев 25 равным двум, выполнен из множества зубчатых модулей 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, примыкающих друг к другу по плоскостям, с возможностью образования внутри каждого из упомянутых зубчатых модулей двух винтовых проточных каналов 24 для электролита 16, при этом упомянутые зубчатые модули установлены на оправке 13 с возможностью фиксации окружного расположения винтовых проточных каналов 24 для электролита 16, плотного контакта друг с другом по упомянутым плоскостям и образования внутри электрода 5 двух винтовых каналов 24 для электролита 16 при помощи шпоночного соединения 59, 60, и 61, при этом вход 62 винтовых каналов 24 для электролита 16 в электроде 5 расположен между чередующимися выступами 22 на круглой боковой поверхности 19 центратора 18, выход 63 винтовых каналов 24 для электролита 16 в электроде 5 герметично перекрыт зубчатым диском 8, скрепленными с задним торцом 9 электрода 5 при помощи болтов 64, с возможностью поддержания избыточного давления электролита 16 в полости 17 внутри отверстия 3 трубчатой заготовки 4 между гильзой 12, электродом 5 и винтовой задней направляющей 7, выполненной в виде зубчатого диска 8 и экрана 10 из диэлектрического материала, скрепленной поверхностью 65 зубчатого диска 8 с задним торцом 9 электрода 5, при этом электродный блок 1 содержит множество устройств 66 и 67, 68 и 69 центрирования электрода 5 относительно стенок винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4, причем каждая пара упомянутых устройств центрирования электрода 5, расположенных между зубьями 25 электрода 5, размещена на расстоянии друг от друга вдоль оправки 13 и выполнена в виде двух упомянутых противоположно расположенных опор из диэлектрического материала с возможностью подвижного зацепления со стенками винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 одновинтового насоса, обеспечивает надежный контроль межэлектродного зазора 32 в межэлектродном промежутке 35 за счет использования электронных датчиков давления, температуры и расхода электролита, а также блока управления с электрическими выходными сигналами параметров установки, соединенного с компьютером.Execution of the electrode block for electrochemical processing in such a way that the electrode 5, having a helical toothed shape of the outer surface 6, with the number of teeth 25 equal to two, is made of a plurality of toothed modules 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 , 49 adjacent to each other along the planes, with the possibility of forming two helical flow channels 24 for the electrolyte 16 inside each of the mentioned gear modules, while the said gear modules are mounted on the mandrel 13 with the possibility of fixing the circumferential arrangement of the helical flow channels 24 for the electrolyte 16, close contact with each other along the mentioned planes and the formation inside the electrode 5 of two helical channels 24 for the electrolyte 16 using the key connection 59, 60, and 61, while the input 62 of the helical channels 24 for the electrolyte 16 in the electrode 5 is located between the alternating protrusions 22 on round side surface 19 of the centralizer 18, the outlet 63 of the screw channels 24 for the electrolyte 16 in the electrode 5 is hermetically sealed with a toothed disk 8, fastened to the rear end 9 of the electrode 5 with the help of bolts 64, with the possibility of maintaining an excess pressure of the electrolyte 16 in the cavity 17 inside the hole 3 of the tubular workpiece 4 between the sleeve 12, the electrode 5 and the screw rear guide 7, made in the form of a toothed disk 8 and a screen 10 of a dielectric material, fastened by the surface 65 of the toothed disk 8 with the rear end 9 of the electrode 5, while the electrode block 1 contains a plurality of devices 66 and 67, 68 and 69 for centering the electrode 5 relative to the walls of the helical toothed profile 2 in the hole 3 of the tubular workpiece 4, each pair of the mentioned electrode 5 centering devices located between the teeth 25 of the electrode 5 is placed at a distance from each other along the mandrel 13 and is made in the form two mentioned opposite supports made of a dielectric material with the possibility of movable engagement with the walls of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular billet 4 of the single-screw pump, provides reliable control of the interelectrode gap 32 in the interelectrode gap 35 through the use of electronic sensors for pressure, temperature and electrolyte flow, and also a control unit with electrical output signals of the plant parameters connected to a computer.

Изобретение обеспечивает повышение скорости электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки одновинтового насоса для изготовления статоров без обкладки из эластомера (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump), применяемых в одновинтовых насосах для добычи нефти из скважин, снижение расхода электроэнергии, повышение точности обработки путем улучшения теплоотвода, создания дополнительной турбулентности и повышения эффективности уноса и очистки металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита для предотвращения коротких замыканий ("прижегов") в межэлектродном промежутке.The invention provides an increase in the speed of electrochemical processing of a helical toothed profile in the bore of a tubular workpiece of a single-screw pump for the manufacture of stators without an elastomer lining (Metal-to-Metal Progressing Cavity Pump) used in single-screw pumps for oil production from wells, reducing power consumption, improving processing accuracy by improving heat dissipation, creating additional turbulence and increasing the efficiency of entrainment and cleaning of metal sludge from the interelectrode gap with an electrolyte flow to prevent short circuits ("burns") in the interelectrode gap.

Claims

1. An electrode unit for electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of a tubular workpiece of a single-screw pump, containing an electrode having a helical gear shape of the outer surface, including a helical rear guide made in the form of a gear disk in contact with the rear end of the electrode, and a screen made of dielectric material, fastened to the rear end of the electrode to move behind it in a screw hole, and a front guide made in the form of a sleeve made of a dielectric material fastened to a mandrel containing seals for sealing the sleeve relative to the opening of the tubular blank, moreover, the sleeve and the mandrel are provided with channels for directing the electrolyte into the cavity inside the hole of the tubular blank between the sleeve and the electrode, as well as containing a centralizer made of dielectric material, having a round side surface adjusted in size for movable engagement of the hole of the tubular blank, two ends, alternating protrusions and grooves on the round side surface, made with the possibility of directing the electrolyte into chambers inside the helical teeth of the electrode, wherein the centralizer made of dielectric material located on the mandrel between the front part of the electrode and the rear part of the sleeve made of dielectric material is provided with a sleeve made of conductive material, while the mandrel with the electrode mounted on it is fastened to the drive rod to advance the electrode along a rectilinear trajectory and simultaneous rotation of the electrode around its axis parallel to the rectilinear trajectory to ensure a uniform gap between the electrode teeth and the inner surface of the tubular workpiece, and the electrode forms an electrolyte chamber inside each helical tooth, a number of slot channels for electrolyte direction are made in the wall of each helical tooth of the electrode into the interelectrode gap, the helical rear guide is made in the form of a screen of dielectric material in contact with the rear edge of the electrode, and also contains a casing of dielectric material attached to the screen of dielectric material, characterized in that the electrode, having a helical toothed shape of the outer surface, with number of teeth equal to two, made of a plurality of gear modules adjacent to each other with the possibility of forming two helical flow channels for the electrolyte inside each of the gear modules, while the gear modules are mounted on a mandrel with the possibility of fixing the circumferential arrangement of the helical flow channels for the electrolyte, tight contact with each other and the formation of two helical channels for the electrolyte inside the electrode, the entrance of the helical channels for the electrolyte in the electrode is located between alternating protrusions on the round side surface of the centralizer, the exit of the helical channels for the electrolyte in the electrode is hermetically blocked by a toothed disk fastened to the rear end of the electrode, with the possibility maintaining excess electrolyte pressure in the cavity inside the opening of the tubular blank between the sleeve, the electrode and the screw rear guide, made in the form of a toothed disk and a screen of dielectric material, fastened to the rear end of the electrode, while the electrode block contains a plurality of devices for centering the electrode relative to the walls of the screw toothed profile in the hole of the tubular workpiece, and each pair of electrode centering devices located between the teeth of the electrode is placed at a distance from each other along the mandrel and is made in the form of two opposite supports made of dielectric material with the possibility of movable engagement with the walls of the helical gear profile in the hole of the tubular workpiece of a single-screw pump.

2. The electrode block according to claim 1, characterized in that in the rear part the screen contains an outer belt having a round side surface adjusted in size for movable engagement with the walls of the helical toothed profile in the hole of the tubular workpiece of the single-screw pump.

3. The electrode block according to claim 1, characterized in that each pair of devices for centering the electrode relative to the walls of the helical toothed profile in the hole of the tubular blank is located at a distance from each other along the mandrel equal to

4. The electrode block according to claim 1, characterized in that the sleeve made of dielectric material mounted on the mandrel is removable and is centered relative to the mandrel with the help of screws with the possibility of resting the screw heads in the mandrel and ensuring tight contact of the screw heads with the holes for the screw heads in the sleeve, and the holes for the screw heads in the sleeve are hermetically sealed with plugs made of dielectric material.