兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成制造技术

本发明专利技术提供一种兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，包括：静环，径向动环和至少一个轴向动环，静环包括静环基体，静环基体沿着径向具有设置有第一径向摩擦部的第一内圆柱表面，沿着轴向具有相对的第一止推面和第二止推面；第一、第二止推面上至少一个设置有第一轴向摩擦部；径向动环包括径向动环基体，径向动环基体沿着径向具有设置有第二径向摩擦部的第二外圆柱表面，第一径向摩擦部与第二径向摩擦部形成径向摩擦副；轴向动环包括轴向动环基体，轴向动环基体沿着轴向具有设置有第二轴向摩擦部的第三止推面，第一、第二轴向摩擦部形成轴向摩擦副。本发明专利技术应用于油气钻井井下工具中，具有较长的使用寿命，且成本低、可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成
本专利技术涉及钻井设备
，尤其涉及一种兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，适用于钻井井下工具、仪器。
技术介绍
油气钻井井下工具，特别是涡轮钻具、螺杆钻具、旋转导向、垂直钻井系统、井下发电机等设备通常为细长杆状，径向尺寸小，环境温度和压力高。钻井液中的微小颗粒(如岩屑、石英砂等)进入这些设备的径向扶正轴承和轴向推力轴承后很容易造成轴承的快速磨损而过早失效。径向扶正轴承和轴向推力轴承作是井下工具中的重要部件，也是易损部件(现有技术轴承工作时依靠钻井液冷却润滑，寿命短)。钻井井下工具维修工作的主要内容之一是更换径向扶正轴承和轴向推力轴承。目前，钻井井下工具的径向扶正轴承和轴向推力轴承普遍是单独设置，不仅占用空间大，井下工具轴向长度长，而且维修时调整轴承轴向游隙主要依靠经验，调整游隙难度高且费时费力。对于钻井井下工具，特别是井下动力钻具的径向扶正轴承和轴向推力轴承单独设置，安装上径向扶正轴承、轴向推力轴承和下径向扶正轴承所需轴向空间大，导致弯外壳的拐点与旋转输出轴端面(或拐点与钻头)之间的距离较大(通常达到或超过750mm～1000mm)。由于井下动力钻具的造斜率大小与拐点距离成反比，进而导致井下动力钻具造斜率较低，有时满足不了需要。此外，在其他领域，例如电潜泵中，存在一种潜油电泵止推扶正双功能耐磨轴承，包括上部轴承总成和下部轴承总成；上部轴承总成包括上部轴承座和安装于其上的上部止推轴承，下部轴承总成包括顺次安装于轴上的扶正轴承内圈、扶正轴承外圈和下部轴承座。该技术所述轴承实际上是由2套独立的轴向止推滚动轴承和1套径向扶正滑动轴承集合而成的一种较大的复杂的轴承总成，虽具有轴向止推与径向扶正双作用；但是该轴承总成中的上部止推轴承和下部止推轴承的额定负载非常小(只需承担潜油电泵工作时的轴向不平衡力)，达不到大部分井下工具轴向止推轴承的额定负荷(通常大于100.00kN)。另外，该轴承总成的冷却润滑介质是原油，它不能应用于钻井井下工具，因为大部分钻井井下工具(特别是涡轮钻具、螺杆钻具)中的止推轴承和扶正轴承的冷却润滑介质是固相含量达到3％～5％的钻井液(含重晶石粉、岩屑颗粒等)，对轴承的耐磨性和寿命要求特别高。总之，该技术属于采油井下设备领域，不适用于钻井井下设备，两者的工况条件不一样。因此，有必要提供一种新的兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，以更好地满足现代钻井井下工具的使用需求。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
为了克服现有技术中的至少一个缺陷，本专利技术提供了一种兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，大大缩小钻井井下工具安装径向扶正和轴向推力轴承所需空间，缩短井下工具轴向总长度，提高井下动力钻具的造斜率；同时提高井下工具旋转轴与壳体的同心度及工作平稳性，降低井下工具振动频率和振幅，延长井下工具的使用寿命，能满足钻井井下工具的综合使用需求。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案。一种兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，所述兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成包括：静环，径向动环和至少一个轴向动环，所述静环包括呈中空筒状的静环基体，所述静环基体沿着径向具有相对的第一内圆柱表面和第一外圆柱表面，沿着轴向具有相对的第一止推面和第二止推面；所述第一内圆柱表面上设置有第一径向摩擦部；所述第一止推面、第二止推面上至少一个设置有第一轴向摩擦部；所述径向动环包括呈中空筒状的径向动环基体，所述径向动环基体沿着径向具有相对的第二内圆柱表面和第二外圆柱表面，所述第二外圆柱表面上设置有第二径向摩擦部，所述第一径向摩擦部与所述第二径向摩擦部形成径向摩擦副；所述轴向动环包括呈环状的轴向动环基体，所述轴向动环基体沿着轴向具有相对的第三止推面和第四止推面，所述第三止推面上设置有第二轴向摩擦部，所述第一轴向摩擦部与所述第二轴向摩擦部形成轴向摩擦副，所述轴向摩擦副包括：聚晶金刚石摩擦副、PDC复合摩擦副中的任意一种。在一个优选的实施方式中，所述径向摩擦副的材质包括：硬质合金、聚晶金刚石中的任意一种。在一个优选的实施方式中，所述滑动轴承总成用于推靠式旋转导向系统中的导向短节中，所述轴向动环的个数为一个，所述静环与所述径向动环组成一对径向扶正滑动轴承，所述静环与一个所述轴向动环组成一对单轴向推力滑动轴承。在一个优选的实施方式中，所述滑动轴承总成用于井下动力钻具传动轴中，所述轴向动环的个数为两个，所述静环与所述径向动环组成一对径向扶正滑动轴承；两个所述轴向动环分别设置在所述静环的第一止推面和第二止推面处，与所述静环共同组成双轴向推力滑动轴承。在一个优选的实施方式中，所述轴向动环的个数为一个，所述静环包括：分体设置的径向扶正静环和轴向止推静环，所述滑动轴承总成用于推靠式旋转导向系统中的导向短节中，所述径向扶正静环沿着径向自内向外包括：第一环体、减震环和第二环体。在一个优选的实施方式中，所述径向扶正静环第一环体的端面与所述轴向止推静环间隙配合，所述径向扶正静环第二环体的一个端面与所述轴向止推静环的一个端面相接触；所述轴向止推静环的另一端面设置有所述第一轴向摩擦部；所述径向扶正静环与所述径向动环组成一对径向扶正滑动轴承，所述轴向止推静环与一个所述轴向动环组成一对单轴向推力滑动轴承。在一个优选的实施方式中，所述径向动环的径向动环基体一端沿着径向向外形成有延伸部，所述延伸部与所述轴向动环之间通过连接件连接在一起，所述径向动环与所述轴向动环共同组成动环总成。在一个优选的实施方式中，所述轴向摩擦副、所述径向摩擦副为聚晶金刚石摩擦副时，所述聚晶金刚石摩擦副中的任一摩擦部与对应基体之间设置有铸造碳化钨层，并通过焊接材料采用无压浸渍烧结方法焊接在一起。在一个优选的实施方式中，所述轴向摩擦副为PDC复合摩擦副时，所述PDC复合摩擦副中的任一摩擦部是通过保护气体气焊焊接或过盈配合镶嵌在基体上。在一个优选的实施方式中，所述径向摩擦副为硬质合金摩擦副时，所述硬质合金摩擦副中的任一摩擦部与其对应基体之间设置有铸造碳化钨层，并通过焊接材料采用无压浸渍烧结方法焊接在一起。目前，井下工具(特别是井下动力钻具)的径向扶正轴承和轴向推力轴承全是单独设置，安装上径向扶正轴承、轴向推力轴承和下径向扶正轴承所需轴向空间大，导致弯外壳的拐点与旋转输出轴端面(或拐点与钻头)之间的距离较大(通常达到750mm～1000mm)，井下动力钻具造斜率较低(井下动力钻具的造斜率大小与拐点距离成反比)。本专利技术实施方式提供一种兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，具有高耐磨性的径向扶正轴承与轴向推力轴承完整地集合在一起，强强联合，极大地缩小了安装轴承所需轴向空间，从而减小了弯外壳的拐点与旋转输出轴端面之间的轴向距离(小于75本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，其特征在于，包括：静环，径向动环和至少一个轴向动环，/n所述静环包括呈中空筒状的静环基体，所述静环基体沿着径向具有相对的第一内圆柱表面和第一外圆柱表面，沿着轴向具有相对的第一止推面和第二止推面；所述第一内圆柱表面上设置有第一径向摩擦部；所述第一止推面、第二止推面上至少一个设置有第一轴向摩擦部；/n所述径向动环包括呈中空筒状的径向动环基体，所述径向动环基体沿着径向具有相对的第二内圆柱表面和第二外圆柱表面，所述第二外圆柱表面上设置有第二径向摩擦部，所述第一径向摩擦部与所述第二径向摩擦部形成径向摩擦副；/n所述轴向动环包括呈环状的轴向动环基体，所述轴向动环基体沿着轴向具有相对的第三止推面和第四止推面，所述第三止推面上设置有第二轴向摩擦部，所述第一轴向摩擦部与所述第二轴向摩擦部形成轴向摩擦副，所述轴向摩擦副包括：聚晶金刚石摩擦副、PDC复合摩擦副中的任意一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，其特征在于，包括：静环，径向动环和至少一个轴向动环，
所述静环包括呈中空筒状的静环基体，所述静环基体沿着径向具有相对的第一内圆柱表面和第一外圆柱表面，沿着轴向具有相对的第一止推面和第二止推面；所述第一内圆柱表面上设置有第一径向摩擦部；所述第一止推面、第二止推面上至少一个设置有第一轴向摩擦部；
所述径向动环包括呈中空筒状的径向动环基体，所述径向动环基体沿着径向具有相对的第二内圆柱表面和第二外圆柱表面，所述第二外圆柱表面上设置有第二径向摩擦部，所述第一径向摩擦部与所述第二径向摩擦部形成径向摩擦副；
所述轴向动环包括呈环状的轴向动环基体，所述轴向动环基体沿着轴向具有相对的第三止推面和第四止推面，所述第三止推面上设置有第二轴向摩擦部，所述第一轴向摩擦部与所述第二轴向摩擦部形成轴向摩擦副，所述轴向摩擦副包括：聚晶金刚石摩擦副、PDC复合摩擦副中的任意一种。


2.如权利要求1所述的兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，其特征在于，所述径向摩擦副的材质包括：硬质合金、聚晶金刚石中的任意一种。


3.如权利要求2所述的兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，其特征在于，所述滑动轴承总成用于推靠式旋转导向系统中的导向短节中，所述轴向动环的个数为一个，所述静环与所述径向动环组成一对径向扶正滑动轴承，所述静环与一个所述轴向动环组成一对单轴向推力滑动轴承。


4.如权利要求2所述的兼具径向扶正和轴向止推作用的滑动轴承总成，其特征在于，所述滑动轴承总成用于井下动力钻具传动轴中，所述轴向动环的个数为两个，所述静环与所述径向动环组成一对径向扶正滑动轴承；两个所述轴向动环分别设置在所述静环的第一止推面和第二止推面处，与所述静环共同组成双轴向推力滑动轴承。


5.如权利要求2所述的兼...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭春飞，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11