三牙轮钻头滑动轴承失效分析

三牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的寿命。为了弄清三牙轮钻头轴承的失效形式、原因及机理,进一步提高三牙轮钻头轴承的寿命,分别对现场失效的三牙轮钻头轴承进行宏观和微观分析。结果表明,密封系统失效是轴承失效的主要原因之一。同时,轴承所受栽荷过大且分布不均,温度过高导致材料表面金属强度和耐磨性降低,以及轴承与牙轮之间配合间隙过大,工作时晃动导致受力不均等原因也是造成牙轮钻头轴承的快速失效的主要原因。     

镶套轴承结构牙轮钻头的开发与应用

研制了一种新型的镶套轴承结构牙轮钻头,并进行了现场试验。试验结果表明,镶套结构的钻头轴承,承载能力有较大幅度提高,镶套轴承结构钻头能够适应高钻压钻井工艺的要求,具有良好的使用性能。     

用随机过程分析方法研究牙轮钻头轴承载荷

关于牙轮钻头轴承载荷的研究,国内外都做过不少工作,已经取得了一定的成绩。但是,在钻头轴承的动载方面探讨的却比较少。对牙轮钻头轴承进行动载测试分析非常必要。最理想的情沉是在实际钻井情况下对钻头轴承的载荷进行测试。可是由于受到测试条件的限制,目前国内外对钻头轴承的研究工作大多数还是在实验台上进行的。 我们用现行实际生产的牙轮制成实验钻头,在实验台上开展对钻头轴承的动载测试,并采用随机过程的分析方法对钻头轴承载荷的测试曲线进行分析处理。 为了便于分析对比,我们从单牙铃单齿圈打钢井底作起,进而作单牙轮各种齿圈的组合打钢井底、单牙轮破岩、全钻头三牙轮破岩等各种情况,即从简单的情况作到接近实际的破碎岩古的情况。     

牙轮钻头滑动轴承减磨合金沟槽的电脉冲加工及其冷镶嵌

一、概述滑动密封轴承三牙轮钻头是近年来钻头生产中的一种新产品,它成倍地提高了钻头的使用寿命和总进尺。在这种钻头中,为了减少滑动轴承付之间的摩察和增加润滑使之有良好的导热性及抗咬合性能,从而进一步提高钻头的使用寿命,因此在滑动轴承的表面上镶嵌有减磨合金。为此,首先要在牙轮内孔大轴承表面上加工出若干道两端不通的纵向矩形盲槽,然     

单牙轮钻头研究

本文简述了单牙轮钻头的工作原理和工作特性，采用空间解析几何学的方法，毫无简化地，完整地建立了单牙轮钻头几何学和运动学基本方程，通过台架试验对牙单轮钻头轴承载荷进行了测试分析，并根据牙轮钻头运动基本方程编制了计算机仿真软件。采用本文的研究方法，能完成单牙轮钻头几何结构设计，性能设计，能在短时间作出许多设计方案的对比。     

密封牙轮钻头储油补偿系统工作原理的研究

现有的密封轴承牙轮钻头大都采用“O”型橡胶密封圈。为应付井下恶劣的工作条件,特别是由钻井液所建立的井底高压,都配置了一个储油补偿系统。这个系统的任务就是保证轴承和密封圈能有良好的工作条件,从而延长它们的使用寿命。我们的现场调查资料表明,现有的牙轮钻头轴承的使用寿命,差不多是直接地取决于所用的密封圈的寿命。而密     

单牙轮钻头轴承接触应力分析

采用Pro／M分析软件，利用接触问题的有限元法，对单牙轮钻头轴承内接触受力做了进一步的分析和研究。对轴承内应力的分布，轴向栽荷与径向载荷的关系，钻头结构参数、钻压与接触应力和接触面积的关系作了论述，得出了轴颈上接触应力的分布规律曲线，提出了轴承设计应注意的问题。     

预警—牙轮防脱落技术的发展方向

提高牙轮钻头防止牙轮脱落的能力，可以显减小牙轮脱落事故的发生率，因而对降低钻井成本以及提高钻头使用效率具有重要意义，综述了国内外牙轮锁紧技术的发展历史和现状，简要介绍了几种典型锁紧结构（钢球结构、卡簧结构、螺纹环结构以及R槽钢球憋卡预警结构等）的工作原理和技术特点。指出牙轮脱落的预警是牙轮防脱落技术的发展方向。分析了牙轮脱落预警的技术关键、难点以及已有预警的优缺点。提出了一种以扭矩显增加、钻速显降低为预警信号的新的牙轮脱落预警技术，并对该技术的预警机理以及研究情况作了简要的分析和阐述，试验证明，该技术能准确监测轴承的磨损状态，在磨损量达到警戒限值时能可靠地自行启动，发出预警信号。     

牙轮钻头强化主动保径结构的研究

对现有常规钻头进行了保径部位失效分析和切削结构分析，研究了国内外牙轮钻头的保径结构，在此基础上提出了一种强化主动保径结构。根据研究成果完成了强化主动保径牙轮钻头的设计、试制和现场试验，现场试验证实了该强化保径结构能够提高牙轮钻头的机械钻速。     

高速牙轮钻头轴承表面强化技术实验研究

针对目前牙轮钻头因轴承耐磨性差、寿命短而不能适应高速钻井需要的问题,应用表面工程技术和摩擦学的相关理论,开展了牙轮钻头滑动轴承表面强化工艺和材料的系列实验研究,并测试其性能.进行了组织结构分析和耐磨性、耐冲击性能等实验研究.几种方法的时比实验表明:采用等离子堆焊DH-60粉末后轴承表面涂层致密、孔隙率低、组织结构致密、缺陷少、涂层与基体材料的结合强度高,并且磨损量较小,磨损后试样基本无裂纹等缺陷,耐磨性提高30%左右,可以有效提高牙轮钻头轴承的使用寿命.     

提高石油牙轮钻头转速的试验研究

本文介绍了提高牙轮钻头转速的试验研究。通过试验和实践证明。对牙轮钻头滑动轴承进行渗硼强化,并采用与之适应的润滑脂和密封圈以及合理的加工工艺,可使钻头转速由原来的60rad/min提高到120rad/min左右,大大提高了钻井效率,降低了钻井成本。     

盖封密封磨损-热-应力耦合模拟与优化设计

在无油润滑工况下,密封面磨损是导致密封件性能降低及寿命丧失的关键因素. 结合有限元技术,基于修正的Archard磨损模型,建立盖封（CL）密封过程中密封件和活塞杆间的磨损-热-应力耦合数值模拟方法,分析磨损过程中密封件性能与寿命的变化规律及介质压力对密封特性的影响;基于所建立的仿真模型,采用正交试验设计法,以密封件密封面上最大接触压力降幅最小及密封件寿命最长作为优化目标,对CL密封中C形密封圈关键结构参数进行优化设计,得到最优组合方案;利用斯特林发动机活塞杆密封性能试验平台对数值模拟方法进行验证,并对磨损后CL密封接触面磨损状况进行测量,检测结果与仿真模拟结果较为一致,优化后密封件密封性能及使用寿命得到了提高.     

Analysis of Force Characteristic and Friction State on the Sealing Ring Used in Composite Transmission

Based on analysis of flow field of the rotary seal using sealing ring, mechanical models under the condition of full film friction and mixed film friction were established respectively. The influence of friction state of the sealing ring on seal performance was also discussed. The relation between force characteristic and structural parameters of the sealing ring was analyzed. Analytical results indicate that friction state mainly depends on structural parameters of the sealing ring. The expression of calculating friction torque under the condition of mixed film friction was deduced. Experiment verification had been done. Experimental results agree with the deducing theoretical conclusions on the whole. It lays the foundation for design of new type of sealing ring used in composite transmission.     

高压烧结炉虫形密封圈性能研究

采用FEM 方法对Dn1160型压力烧结炉中虫形密封圈做非线性接触分析,利用Ansys14.5模拟计算虫形密封圈VonMises应力、接触变形、接触应力及分布情况,对比不同参数时开裂破坏及寿命。讨论了系统内压、槽口半径、密封间隙、摩擦系数改变对密封性能的影响,进而完善虫形圈的密封性能。     

机械密封影响因素分析及展望

机械密封作为一种被广泛应用的密封方式,已成为流体密封技术重要的动密封形式。随着密封行业标准要求不断提高以及工业整体的发展,机械密封设计与制造技术是当前流体传动与控制领域发展的重点对象之一,且对于机械密封的发展也提出了更高的要求。对机械密封的影响因素、常见问题进行梳理总结。从解决机械密封问题角度,对机械密封未来发展方向进行简要介绍,以促进机械密封技术发展。总结与展望机械密封发展趋势,对于极端工况条件下的密封性能、常规工况下使用寿命、稳定性等提出了更高的要求;在机械密封可控层面上,机械密封智能化与密封组合会成为未来机械密封的研究重点。     

柱塞泵密封圈有限元分析

用有限单元法对柱塞泵密封圈进行了分析,获得了橡胶密封圈与柱塞间接触应力的分布规律以及接触应力与工作介质压力的关系。计算表明:橡胶密封圈在工作介质压力的作用下,有"偏离效应"的存在,即在密封圈的接触宽度上,唇部受拉伸,根部受压缩,主密封在靠近唇部位置;同时,主密封带的位置不随工作介质压力的变化而变化,且最大接触应力与工作介质压力之比为1 23。为润滑状态和密封机理的分析提供了计算依据。     

油水井带压作业装置中环形密封胶芯的设计

采用动态密封理论,针对带压作业系统中的橡胶密封胶芯问题,利用非线性有限元计算了在井压和 密封外压作用下的变形和应力分布特征,并通过对密封胶芯材料进行了强度和疲劳实验研究,获得了胶芯材料破坏的原因,进而根据计算和实验研究结果,进一步提出了在胶芯内增加钢筋以减小最大剪切力的改进意见,同时进行了理论校核,并以此为基础设计了新型的密封胶芯,从而解决了带压作业装置高压动密封的难题。     

A New Design of Magnetic Fluid Seal for Liquids

Direct contract between the sealed liquid and the magnetic fluid in a dynamic system under magnetic field may lead to an unstable interface, consequently, break down the seal. Aiming at this problem, a new magnetic fluid seal （MFS） was developed. In this new MFS, a soft iron bushing with high permeability was introduced on the shaft and nonferrous shields were installed beside the bushing and the pole pieces. The parameters of the bushing and the shields were optimized in a seal simulation facility. The results show that the bushing with a thickness of 7 mm and shields with a width of 8 mm are best for sealing a shaft 20 mm in diameter. The MFS designed based on the optimum parameters shows good performance and long life span for sealing lubricating oil.     

径向直线槽液体机械密封端面间压力分布的数值计算

端面开槽机械密封是为适应高参数工况和追求长寿命而开发的一种新型密封,而径向直线槽机械密封具有可正反旋转的特性,受到密封研究者的重视。本文用有限差分数值方法研究了该类机械密封用于液相时端面间的压力分布．发现端面的压力分布沿径向和周向均有变化,属于两维压力分布问题,并指出径向直线槽能产生足够的流体动、静压力而实现端面的非接触。     

新型虫形密封圈密封性能研究及优化

虫形密封圈位于Dn1160型压力烧结炉密封槽内,易发生撕裂破坏。采用有限元分析方法对虫形圈进行非线性接触分析,应用Ansys软件对虫形圈Von Mises应力、接触应力等进行数值模拟,并对结果进行对比,得出不同参数及工况下虫形圈的开裂破坏特点及易撕裂位置,同时参考前人的研究成果,进一步优化了虫形圈的密封能力。研究结果为同类型密封圈的设计和优化提供了一种新思路。