[發(fā)明專利]螺桿鉆具用空心滾滑復合推力軸承

在審

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• 申請日: 2017-10-06
• 公開（公告）號: CN107724951A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 張杰;張瀚;劉洋
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;F16C19/22;F16C33/66;F16C37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種螺桿鉆具用空心滾滑復合推力軸承，特別是涉及一種用于油氣井、地熱井作業(yè)用的螺桿鉆具用空心滾滑復合推力軸承。

背景技術

螺桿鉆具是在石油井、天然氣井、頁巖氣井、地熱井中獲得了廣泛應用應用最廣泛的井下動力工具之一。傳動軸總成是螺桿鉆具的最薄弱環(huán)節(jié)之一，而推力軸承是傳動軸總成中最易損壞的部件之一。井底惡劣的環(huán)境下，螺桿鉆具推力軸承組負荷重，且承受幅度較大的交變載荷，容易造成滾珠、滾道磨損，甚至破裂，使其平均壽命在80～100小時之間。而地熱井對螺桿鉆具又提出了新要求，使得軸承還要承受高溫。傳統(tǒng)的螺桿鉆具推力軸承組采用四點接觸球軸承，滾珠與軸承內外圈的接觸面積小，接觸壓力大，沖擊載荷嚴重，且滾珠在工作狀態(tài)下的受力比較復雜，易造成滾珠過早磨損、破裂、疲勞等失效形式。因而，推力軸承組已經(jīng)成為制約螺桿鉆具使用壽命的一個重要因素。設計一種承載能力高、耐磨損、耐沖擊、耐高溫的推力軸承組可以極大的提高螺桿鉆具的使用壽命，進而提高鉆井效率，節(jié)約成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是：為克服油氣井、地熱井中螺桿鉆具推力軸承過早發(fā)生失效，特提供一種承載能力高、耐磨損、耐沖擊、耐高溫的空心滾滑復合推力軸承，它可極大提高螺桿鉆具使用壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：螺桿鉆具用空心滾滑復合推力軸承，由外隔套、軸承外圈、軸承內圈、內隔套、空心斜面滑塊、端部滾道、空心圓錐滾子組成，或由外隔套、軸承外圈、軸承內圈、內隔套、空心平面滑塊、端部滾道、空心圓柱滾子組成；空心滾滑復合推力軸承無保持架，空心斜面滑塊與空心圓錐滾子交叉滿排排列，空心平面滑塊與空心圓柱滾子交叉滿排排列；對于推力軸承組，軸承外圈與軸承內圈交叉布，軸承外圈與軸承內圈交叉布置，從而形成“迷宮式”流道；軸承外圈、軸承內圈、端部滾道、軸承外圈、軸承內圈、端部滾道的臺階面處均為圓角過渡，各個滑塊均為扇形塊，每個軸承中空心滾動體與空心滑塊數(shù)量相同。

作為進一步的技術方案，所述的空心圓錐滾子和空心圓柱滾子的空心度為50％～65％，滾子端部采用圓角或外修形技術過渡，或對空心圓錐滾子和空心圓柱滾子的兩端采用深穴結構及內修形技術。

作為進一步的技術方案，所述的空心斜面滑塊、空心平面滑塊為中空結構，其內部空心結構可為圓孔、方形孔或其他形式孔，空心斜面滑塊、空心平面滑塊的各表面可進行鍍層、涂層處理，或在空心滑塊上下表面設置非光滑仿生織構，或空心滑塊的上下表面可開設油槽。

作為進一步的技術方案，所述的軸承外圈、軸承內圈的上下兩側為錐形坡面，其錐度與空心斜面滑塊、空心圓錐滾子的錐度相同，空心斜面滑塊的厚度略小于空心圓錐滾子的外徑；軸承外圈、軸承內圈的上下兩側為平面，空心平面滑塊的厚度略小于空心圓柱滾子的外徑。

作為進一步的技術方案，所述的空心滾滑復合推力軸承可單獨使用，也可多列串聯(lián)使用。

本發(fā)明的有益效果是：(1)空心滾滑復合推力軸承結構簡單緊湊，各個部件加工工藝簡單，易于裝配；(2)空心滾滑復合推力軸承融合了滾動軸承和滑動軸承的優(yōu)點，其接觸面積大，承載能力高；(3)空心滾滑復合推力軸承組形成了“迷宮式”流道，增強了鉆井液的潤滑和冷卻效果，更適用于地熱井；(4)空心滾滑復合推力軸承的滾動體和滑動體采用空心結構，具有良好的吸振、減振性能，保護其他零部件，更適用于沖擊較為嚴重的場合。

附圖說明

圖1是本發(fā)明螺桿鉆具用空心滾滑復合推力軸承第一個實施例。

圖2是本發(fā)明空心圓錐滾子的剖視圖。

圖3是本發(fā)明空心斜面滑塊的結構圖。

圖4是本發(fā)明螺桿鉆具用空心滾滑復合推力軸承第二個實施例。

圖5是本發(fā)明空心圓錐滾子的剖視圖。

圖6是本發(fā)明空心平面滑塊的結構圖。

圖7是本發(fā)明空心圓柱滾子的結構圖。

圖8是本發(fā)明空心平面滑塊的結構圖。

圖中：1.外隔套，2.軸承外圈，3.軸承內圈，4.內隔套，5.空心斜面滑塊，6.端部滾道，7.空心圓錐滾子，8.軸承外圈，9.軸承內圈，10.空心平面滑塊，11.端部滾道，12.空心圓柱滾子。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的描述。