粗糙表面下牙轮钻头浮动套轴承润滑机理研究

以流变学、摩擦学及固体力学为理论依据,在φ215.9mm(821英寸)牙轮钻头滑动轴承结构的基础上,综合考虑浮动套滑动轴承的特点及牙轮钻头轴承的特殊性,以牙轮钻头轴承系统结构及失效分析、牙轮钻头润滑脂的高温流变性分析结果为研究基础,建立了粗糙表面牙轮钻头浮动套轴承润滑性能参数的数学模型,并对模型进行了求解。通过计算结果分析得出牙轮钻头浮动套轴承内外间隙比在2.0~3.0之间时,有利于浮动套轴承的正常运转,该结论为牙轮钻头浮动套轴承的设计提供了理论和技术基础。     

一种牙轮脱落预警新技术的试验研究

文章介绍一种以轴承副的径向磨损量作为轴承工作状态监测参数、以钻头机械钻速和工作扭矩的急剧变化作为预警信号的牙轮脱落预警技术的试验研究成果。新技术利用摩擦自锁原理，将一个预警装置设置在原有牙轮钻头的轴承腔内。当轴承磨损量达到预定的危险界限时，牙轮将被卡死在轴颈上，轴承的磨损过程终止。钻头的机械钻速和工作扭矩急剧变化的信号预示钻头轴承寿命的终结，应该起钻更换钻头。叙述了测试预警装置力学特性、承载能力、预警功能可靠性的准静态模拟试验以及动态模拟试验的试验方法和试验过程，对测试结果进行了综合分析。试验表明，该技术是可行的、可靠的，是一项很有推广应用价值的牙轮钻头新技术。     

一种牙轮脱落预警新技术及其工作理论研究

文章介绍了一种以轴承副的径向磨损量作为轴承工作状态监测参数、以钻头机械钻速和工作扭矩的急剧变化作为预警信号的牙轮脱落预警新技术。新技术利用摩擦自锁原理,将一个预警装置设置在原有牙轮钻头的轴承腔内。当轴承磨损量达到预定的危险界限时,牙轮将被卡死在轴颈上,轴承的磨损过程终止。钻头工作扭矩和机械钻速急剧变化的信号预示钻头轴承寿命的终结,应即时起钻更换钻头。文章阐述了该技术的基本工作原理,建立了钻头轴承副临界磨损量与结构参数之间的解析关系,说明了预警装置的结构设计准则。     

牙轮钻头的发展历史与展望

综观牙轮钻头在各个时期的发展情况可知,牙轮钻头齿和轴承的不断改进,使钻头的使用寿命、单只进尺和钻速不断提高。实践表明,硬质合金镶齿、密封润滑、滑动轴承和高速喷射组合的“四合一”钻头,在目前的牙轮钻头中占主导地位。作者指出:今后牙轮钻头研究工作的重点是提高钻头的钻速。为此,应优化牙轮齿形和布齿方案,挖掘水力系统的潜力,改进轴承结构和提高钻头零件的机械设计技术。     

滑动轴承钻头的轴承结构

普通钻油气井的钻头,为了破碎岩石,牙轮都是装在钻头的轴颈上。在高钻压的作用下,牙轮和轴颈之间的轴承表面承受了极大的载荷。这种钻头是用减摩轴承,它借助滚珠、滚柱将牙轮装配到轴颈上。为了安装滚柱、钻头的设计,要求减小牙轮的壁厚或轴颈,或两者同时减小,因此有时钻头会发生损坏。     

用于小井眼的单牙轮钻头正在研制中

单牙轮钻头用于小井眼钻井有很多优点,如能在石灰石和硬砂层进行过平衡和欠平衡钻井,可利用大直径轴颈轴承马达钻头的技术,密封件及轴承使用寿命比三牙轮钻头长,大而坚硬的切削齿在硬地层和高载荷下工作,寿命也较长,另外其钻井转矩也比常规钻头小。因此,单牙轮钻头完全能取代三牙轮钻头和ＰＤＣ钻头,其性能更高,成本也较低。据美刊ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒ报道,美国ＲＢＩ－Ｇｅａｒｈａｒｔ公司旱期研制的第一种单牙轮钻头是４ｉｎＤ５型,设有大喷嘴柱,上有两个喷嘴,可直喷井底,但易偏离牙轮中心旋转。设计的…     

新型钻头攻关有新进展

1974年,上海第一石油机械厂第一次成批生产密封轴承牙轮钻头。这一批钻头在五个油田使用证明,其寿命比普通牙轮钻头提高20％。 江汉石油管理局牙轮钻头实验工厂于1974年底第一次试制9 3″/4密封轴承喷射式牙轮钻头(即“二合一”钻头)20只,第一只钻头在广25井潜三     

储油密封轴承三牙轮钻头

普通三牙轮钻头的薄弱环节是轴承。在钻井过程中,绝大部份钻头都是由于轴承先期损坏而不能继续工作的。目前使用较普遍的国产7(1/2)”和9(3/4)”三牙轮钻头,平均寿命分别约为12小时和16小时。钻头轴承的寿命比一般机器上的轴承寿命短的多。其主要原因之一是由于钻头轴承的工作条件极为恶劣。普通三牙轮钻头的轴承是不密封的。此种钻头下至井底工作仅数十分钟,由于存在牙轮轴向振动所产生的抽汲作用,轴承内的润滑脂就全部为泥浆(洗井液)所取     

单牙轮钻头——钻井技术的新选择

单牙轮钻头以切削方式破岩，形成具有网状切削轨迹的井底模式。在这种独特的切削方式中，牙齿和岩石有足够的接触时间，比冲击方式传递的能量更充分，破岩效率更高；同时单牙轮钻头接触井底的牙齿数多，牙齿受力均匀，有利于切削结构的工作，延长轴承系统的寿命；单牙轮钻头只有一个牙轮，结构简单，轴承空间大，便于进行结构改进，也使钻头尺寸容易小型化；单牙轮钻头牙轮的转速比钻头的转速低，使之能满足井下动力钻具对钻头提出的高转速的要求。介绍了单牙轮钻头工作原理，分析比较了单牙轮钻头，三牙轮钻头和PDC钻头的工作特点，认为单牙轮钻头是深头，小井眼和井下动力钻井技术中一种可选的新型钻头。     

储油密封轴承三牙轮钻头的研制

大家知道,钻井过程中三牙轮钻头的工作指标首先取决于牙轮轴承的寿命,而轴承寿命又与钻压和轴承强度有关。轴承中一个元件的损坏,会导致整个轴承和钻头的损坏。 牙轮腔内尺寸有限的轴承,在泥浆能自由进入轴承的情况下,不能保证钻头的工作寿命。如能确保轴承在油类介质中工作,其寿命便可显著提高。     

轴瓦弹性变形对水润滑轴承承载性能的影响

利用ANSYS有限元软件的流固耦合（Fluid-Structure Interaction,FSI）方法对计入弹性变性后水润滑轴承的承载力进行计算,并且与不计入弹性变形时的情况进行对比,具体分析在不同偏心率和转速条件下轴瓦弹性变形对轴承承载力的影响范围。在轴瓦材料弹性模量优先取值为1 000 MPa的情况下,当转速超过1 000 r/min、偏心率≥0.8时,弹性变形对轴承承载力的影响急剧增大。通过计算和对比分析得到的结果不仅为水润滑轴承承载性能的研究提供技术参考,而且为水润滑轴承轴瓦材料的选择和水润滑轴承的结构设计提供依据。     

确定牙轮钻头组合滑动轴承形状公差新方法

高精度组合滑动轴承形状公差的理论计算一直是一个难题。根据通用滑动轴承的表面几何特性,研究了形状公差与滑动轴承的接触强度之间的关系,提出了用接触强度极限设计原理确定形状公差的一种新方法。利用该方法,研究了牙轮钻头组合滑动轴承的小径孔圆柱度公差、大径孔的圆柱度公差和止推面垂直度公差的变化规律。结果表明,当形状公差超过某一临界值时,其接触应力会急剧上升。     

新型非密封滑动轴承牙轮钻头的试验研究

密封滑动轴承牙轮钻头的密封圈工作条件恶劣,极易损坏;密封圈占据了轴颈的一部分空间,使钻头承载能力减小,这些都降低了钻头的使用寿命。通过滑动轴承失效原因的分析,提出非密封滑动轴承牙轮钻头的轴承表面应采用硬度大、热稳定性好的材料,轴承摩擦副应采用硬-硬配对方式。经过对WC-Co类硬质合金材料力学性能和摩擦学性能分析,用新的轴承结构解决了硬质合金脆性问题,并研制出新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头。室内试验表明,硬质合金摩擦副具有良好的抗磨粒磨损能力,可用于牙轮钻头非密封滑动轴承的滑动表面。现场初步试验证明,新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头具有良好的应用前景,是发展高速滑动轴承牙轮钻头和小尺寸滑动轴承牙轮钻头的有效途径。     

长轴液下泵轴系设计

结合液下泵的设计经历,提出了与长轴液下泵轴系设计有关的轴承跨度、接轴处理、轴承选材、轴承结构等方面的设计建议,对长轴液下泵设计具有参考意义.     

潜油电动机保护器止推轴承承载能力试验

潜油电动机保护器是用来保护潜油电动机在井下正常运转的设备,起密封、呼吸补偿、压力平衡和承载等作用。针对目前我国没有保护器承载能力试验设备的状况,首次研制了用于测试保护器止推轴承承载能力的装置;介绍了该装置的结构、工作原理及加载试验操作规程。对86、98和130等3种系列保护器止推轴承承载能力做了试验,得出三者承载能力分别为12775、11841和13087N。根据试验结果和止推轴承承载能力的对比分析,提出改进建议:(1)减小130、172保护器止推轴承的设计尺寸;(2)改进止推轴承静块的结构,增加每个扇形块的筋,使其分布为向心形或环形。     

新型轧辊脂在棒材轧机轴承上的应用

文章介绍了新配方轧辊脂在棒材轧机轴承上的应用及其产品特性。与现用轧辊脂的应用情况进行对比,通过使用前后产品性能的分析以及现场轴承消耗的统计,新型轧辊脂在抗水性、用后产品的润滑脂特性、泵送性、对轧辊轴承润滑保养等方面优于现用轧辊轴承脂。     

水龙头和转盘主轴承预期使用寿命

根据水龙头和转盘主轴承的实际工况,提出了计算水龙头和转盘主轴承预期使用寿命的建议,介绍了其计算原理和计算公式,并就4000m深井钻机水龙头主轴承预期使用寿命进行了实例计算和简要分析。     

新型高速牙轮钻头滑动轴承的试验研究

为了研制出能与动力钻具相匹配的牙轮钻头，作者从钻头轴承的材料选择入手，对硬质合金滑动轴承进行了分析，认为硬质合金的磨损抗力高，可应用于井下工具。在此基础上，进行了全尺寸牙轮钻头硬质合金滑动轴承的室内试验研究，结果表明：使用硬质合金滑动轴承可使牙轮钻头转速提高到２００～４００ｒ／ｍｉｎ。     

海上钻井平台顶驱齿轮箱技术参数的测量、分析和优化

海上某钻井平台顶驱是进口设备,该设备经过5年的使用,顶驱齿轮箱轴承跑外圈,轴承座磨损。由于没有齿轮箱的技术参数,文章阐述了齿轮箱技术参数的测量和分析过程,并依据技术标准,确定了齿轮箱的技术参数,并在齿轮箱修理中对技术参数进行了优化,优化了轴承与轴承座的公差配合参数,解决了轴承跑外圈和轴承座磨损的故障问题,提升了设备的承载能力,实现了进口设备的自主修理,在减少设备故障和提高设备使用年限方面进行了有益的尝试。