[實用新型]一種耐磨的三牙輪鉆頭滑動軸承

無效

• 申請號: 200720080543.4
• 申請日: 2007-08-02
• 公開（公告）號: CN201110130Y
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 黃志強;李琴;王曉鳳;安先彬;卜艷
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B10/22
• 分類號: E21B10/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及三牙輪鉆頭，特別涉及轉速為90～150rpm的三牙輪鉆頭滑動軸承。

背景技術

在石油鉆井中，影響牙輪鉆頭使用壽命的關鍵因素之一就是軸承系統的壽命。軸承承載能力的高低、耐磨性能的好壞、壽命的長短以及性能的穩定與軸承表面以及表層下材料的物理機械性能、顯微組織結構和摩擦學特性直接有關。目前的軸承材料不能較好的滿足強度韌性、溫度穩定性以及在鉆頭工作范圍內耐磨性的要求，導致目前鉆頭軸承壽命不能完全滿足使用要求，大多數牙輪鉆頭的失效是由于軸承系統的先期失效造成的。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種耐磨的三牙輪鉆頭滑動軸承，該軸承克服現有鉆頭軸承的缺點，采用一種耐磨性、耐沖擊性高的合金粉末強化材料和等離子弧堆焊的軸承強化技術工藝，可減少軸承配合面的摩擦與磨損，增強軸承的耐磨、耐沖擊和耐腐蝕性能，從而提高三牙輪鉆頭滑動軸承的壽命。

為了達到上述目的，本實用新型提出的技術方案是：采用原三牙輪鉆頭滑動軸承的結構，在大軸徑下方130°范圍內以及整個小軸徑外圈，均采用表面強化層，該表面強化層采用新型的耐磨合金材料及采用新型的表面強化技術。即在大軸徑下方130°范圍內以及整個小軸徑外圈采用等離子弧堆焊一層耐磨合金粉末，粉末等離子弧堆焊主要是采用轉移弧作熱源，將合金粉末送入等離子弧區并將其熔化而獲得堆焊層，其所形成的熔層淺，基體對合金焊層的稀釋率小，基體熱影響區也小。堆焊層屬典型的焊態冶金組織，與基體界面間存在明顯的互熔區，結合強度非常高，滿足三牙輪鉆頭軸承高應力負荷的工況條件及抗高應力磨損的要求。耐磨合金粉末中主要成分為Co-WC，經燒結形成。其中Co使合金具有高的抗氧化性及增加合金高溫蠕變強度，WC在650攝氏度能保持較高的強度和硬度。

一種耐磨的三牙輪鉆頭滑動軸承，主要由大軸徑、小軸徑、滾珠滑道和止推軸面組成，其特征在于，在大軸徑下方130°范圍內以及整個小軸徑外圈，均采用表面強化層。該表面強化層為耐磨合金粉末Co和WC經煅燒而形成，表面強化技術可采用等離子弧堆焊技術。

本實用新型與現有技術相比，具有以下有益效果：(1)由于軸承大軸徑承載面采用一種新型耐磨強化材料，涂層致密、硬質相分布均勻形狀規則，使軸承具有耐磨、耐沖擊、耐酸、耐高溫和耐腐蝕等特點，延長鉆頭的使用壽命。(2)采用等離子弧堆焊這種表面強化技術，涂層與本體材料屬冶金結合，強度很高，而且大大減少了氣孔和夾雜等缺陷。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖，圖中：1-滑動軸承大軸徑；2-滑動軸承小軸徑；3滾珠滑道；4-止推軸面

圖2是本實用新型的剖面圖，圖中：5-小軸徑外圈表面強化層；6-大軸徑下方130°范圍內表面強化層

具體實施方式

一種耐磨的三牙輪鉆頭滑動軸承，主要由大軸徑1、小軸徑2、滾珠滑道3和止推軸面4組成，其特征在于，在大軸徑1下方130°范圍內以及整個小軸徑2外圈，均有表面強化層5、6。該表面強化層采用等離子弧堆焊一層DH-60耐磨合金，其主要成分是Co和WC。