CN107859688B - 一种新型螺杆钻具用径向轴承及其生产工艺 - Google Patents

一种新型螺杆钻具用径向轴承及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型螺杆钻具用径向轴承，包括套装在一起的承静圈钢体和承动圈钢体，所述承动圈钢体的外圆周上缠绕并一体硫化有橡胶层，所述橡胶层的外部设置有若干条螺旋槽，所述螺旋槽设置在承静圈钢体和承动圈钢体之间。便于钻井液进入，起到润滑及降温的作用，本发明采用上述方案，用钢体、橡胶和镀铬代替硬质合金，替换了原有TC径向轴承，有效的降低了螺杆钻具使用和维护费用，而且通过实验数据对比，可以得出径向轴承环的硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功等均可达到使用标准。

Description

一种新型螺杆钻具用径向轴承及其生产工艺
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体的说是一种新型螺杆钻具用径向轴承，本发明还涉及径向轴承组成件的生产工艺。
背景技术
目前，螺杆钻具已经成为应用最广泛的井下动力工具，在石油钻井和修井获得了广泛应用，如图1所示主要由旁通阀总成A、马达总成B、万向轴总成C和传动轴总成D以及防掉总成E等组成。
其中，传动轴总成D中径向轴承是易损件中价格最高的，如图2、图3所示，该部分主要由壳体F、传动轴G、推力轴承组H、径向轴承组合J及其他辅助零件组成。
在螺杆钻具在使用到50-100小时完井后，传动轴总成将要进行拆解维护。其中径向轴承、推力轴承组将要更换。但径向轴承使用寿命还未达到最大值。为了降低螺杆钻具使用维护费用，因此，设计一种新型的相对耐磨损、耐冲击的螺杆钻具径向轴承。
发明内容
本发明要解决的技术问题是要解决径向轴承寿命过剩的问题，用钢体、橡胶和镀铬代替硬质合金，提供一种相对耐磨损、耐冲击的新型螺杆钻具用径向轴承。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种新型螺杆钻具用径向轴承，包括套装在一起的承静圈钢体和承动圈钢体，所述承动圈钢体的外圆周上缠绕并一体硫化有橡胶层，所述橡胶层的外部设置有若干条螺旋槽，所述螺旋槽设置在承静圈钢体和承动圈钢体之间。便于钻井液进入，起到润滑及降温的作用。
以下是本发明对上述方案的进一步优化：所述橡胶层的外部用水布缠绕包覆。
进一步优化：所述承静圈钢体的内圆周上一体电镀有镀铬层，镀铬厚度≧0.3mm。
本发明还提供一种用于上述径向轴承的生产工艺，该工艺包括和承动圈钢体加工工艺。
所述承静圈钢体加工工艺包括以下步骤：
1）下料：将承静圈钢体用圆柱钢体下料成钢体胚体；
2）锻打：将钢体胚体进行热锻；
3）粗加工：在钢体胚体检验合格后进行粗加工；
4）钢体精加工；
5）表面处理：将承静圈钢体外圆进行保护，内孔电镀处理；
6）精加工：承静圈钢体内孔、外圆和端面进行精加工处理。
进一步优化：步骤2）中，热锻后的HB为220±0.5。
进一步优化：步骤6）中，内孔、外圆和端面的粗糙度达到1.6以上。
另一种优化：
所述承动圈钢体的加工工艺包括以下步骤：
1）下料：将承动圈钢体用圆柱钢体下料成钢体胚体；
2）锻打：将钢体胚体进行热锻；
3）粗加工：在钢体胚体检验合格后进行粗加工；
4）钢体精加工；
5）表面处理：将橡胶缠绕到承动圈钢体上，并用水布缠绕固定，再进行硫化处理；
6）精加工：用数控机床对硫化后的橡胶层加工出螺旋槽；
7）检验合格后，将承动圈钢体与承静圈钢体进行装配。
进一步优化： 步骤2）中，热锻后的HB为220±0.5。步骤6）中，内孔、外圆和端面的粗糙度达到1.6以上。
本发明采用上述方案，用钢体、橡胶和镀铬代替硬质合金，替换了原有TC径向轴承，有效的降低了螺杆钻具使用和维护费用，而且通过实验数据对比，可以得出径向轴承环的硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功等均可达到使用标准。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
附图1是本发明背景技术中螺杆钻具的结构示意图；
附图2是本发明背景技术中传动轴结构示意图；
附图3是本发明背景技术中径向轴承组配合使用的结构示意图；
附图4是本发明实施例中径向轴承承动圈棍橡胶后的结构示意图；
附图4a是附图4的侧视图；
附图5a是本发明实施例中承静圈的结构示意图；
附图5b是附图5a的侧视图；
附图6a是本发明实施例中承动圈的结构示意图；
附图6b是附图6a的侧视图；
附图7a是本发明实施例中径向轴承装配后的组合示意图；
附图7b是附图7a的侧视图。
图中：1-承静圈钢体；2-镀铬层；3-水布；4-橡胶层；5-承动圈钢体；6-螺旋槽。
具体实施方式
实施例1，如图4-7b所示，一种新型螺杆钻具用径向轴承，包括套装在一起的承静圈钢体1和承动圈钢体5，所述承动圈钢体5的外圆周上缠绕并一体硫化有橡胶层4，所述橡胶层4的外部设置有若干条螺旋槽6，所述螺旋槽6设置在承静圈钢体1和承动圈钢体5之间，便于钻井液进入，起到润滑及降温的作用。
所述橡胶层4的外部用水布3缠绕包覆。
所述承静圈钢体1的内圆周上一体电镀有镀铬层2，镀铬厚度≧0.3mm。
本发明还提供一种用于生产上述径向轴承的生产工艺，该工艺包括以下步骤：该工艺包括承静圈钢体加工工艺和承动圈钢体加工工艺。
承静圈钢体加工工艺包括以下步骤：
1）下料：用圆柱钢体下料成钢体胚体。
2）锻打：将钢体胚体进行热锻，锻打设备用河南安阳产的560/KG空气锤，锻件表面应平整，不得有缺陷，不得有裂纹和翻皮，尺寸公差在±2mm范围内，保证平面度和垂直度，HB为220左右。
3）粗加工：在钢体胚体检验合格后进行粗加工，粗加工用普通车床粗车，粗车根据图纸要求，所有加工尺寸必须保证图纸的要求范围内，检验员根据图纸进行检验。
4）钢体精加工：用数控车床CAK6360精车，精车加工完检验员按照图纸逐项检验，检验合格进入下一工序；
5）镀铬：将钢体外圆进行保护，内孔电镀处理, 镀铬厚度大于等于0.3mm；
6）精加工：用内圆磨床进行内孔的精磨，精磨床是M2120A精度高，精磨完内孔，进行外圆精磨，用M131W外圆磨床精磨外圆，最后进行端面加工，使用杭州平面磨床进行端面加工，内孔、外圆和端面的粗糙度要求达到1.6以上。
承动圈钢体加工工艺包括以下步骤：
1）下料：用圆柱钢体下料成钢体胚体。
2）锻打：将钢体胚体进行热锻，锻打设备用河南安阳产的560/KG空气锤，锻件表面应平整，不得有缺陷，不得有裂纹和翻皮，尺寸公差在±2mm范围内，保证平面度和垂直度，HB为220左右。
3）粗加工：在钢体胚体检验合格后进行粗加工，粗加工用普通车床粗车，粗车根据图纸要求，所有加工尺寸必须保证图纸的要求范围内，检验员根据图纸进行检验。
4）钢体精加工：用数控车床CAK6360精车，精车加工完检验员按照图纸逐项检验，检验合格进入下一工序；
5）硫化橡胶：用JGCR-1500-1000胶辊缠绕设备将橡胶缠绕到钢体上（不得有气孔），并用水布缠绕固定（如图4），再用用SB-ZTD硫化罐进行硫化处理。
6）铣螺旋槽：用友佳VMP-45A数控加工中心进行螺旋槽加工；
7）精加工：用内圆磨床进行内孔的精磨，精磨床是M2120A精度高，精磨完内孔，进行外圆精磨，用M131W外圆磨床精磨外圆，最后进行端面加工，使用杭州平面磨床进行端面加工，内孔、外圆和端面的粗糙度要求达到1.6以上。
8）检验：检验科严格按照图纸从下料-锻件-粗加工-钢体精加工-镀铬（硫化橡胶）-精加工每一道工序都进行认真的检验，每一道工序有相应专用量具，如三座标、硬度计等。
9）入库：产品必须达到图纸的技术要求，几何尺寸到达图纸的对应尺寸，这样，车间才可入库。
将通过本工艺加工的轴承进行各项检测，其实验数据如下：
通过上述实验数据对比，可以得出径向轴承环的硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功等参数符合设计要求。
本发明代替原有TC径向轴承，有效的降低了螺杆钻具使用和维护费用。

Claims (5)

1.一种新型螺杆钻具用径向轴承的生产工艺，其特征在于：新型螺杆钻具用径向轴承，包括套装在一起的承静圈钢体（1）和承动圈钢体（5），所述承动圈钢体（5）的外圆周上缠绕并一体硫化有橡胶层（4），所述橡胶层（4）的外部设置有若干条螺旋槽（6），所述螺旋槽（6）设置在承静圈钢体（1）和承动圈钢体（5）之间；
所述橡胶层（4）的外部用水布（3）缠绕包覆；
所述承静圈钢体（1）的内圆周上一体电镀有镀铬层（2），镀铬厚度≧0.3mm；
该工艺包括承静圈钢体（1）加工工艺和承动圈钢体（5）加工工艺；
所述承动圈钢体（5）的加工工艺包括以下步骤：
1）下料：将承动圈钢体（5）用圆柱钢体下料成钢体胚体；
2）锻打：将钢体胚体进行热锻；
3）粗加工：在钢体胚体检验合格后进行粗加工；
4）钢体精加工；
5）表面处理：将橡胶缠绕到承动圈钢体上，并用水布缠绕固定，再进行硫化处理；
6）精加工：用数控机床对硫化后的橡胶层加工出螺旋槽；
7）检验合格后，将承动圈钢体与承静圈钢体进行装配。
2.根据权利要求1所述的一种新型螺杆钻具用径向轴承的生产工艺，其特征在于：所述承静圈钢体（1）加工工艺包括以下步骤：
1）下料：将承静圈钢体（1）用圆柱钢体下料成钢体胚体；
2）锻打：将钢体胚体进行热锻；
3）粗加工：在钢体胚体检验合格后进行粗加工；
4）钢体精加工；
5）表面处理：将承静圈钢体（1）外圆进行保护，内孔电镀处理；
6）精加工：承静圈钢体（1）内孔、外圆和端面进行精加工处理。
3. 根据权利要求2所述的一种新型螺杆钻具用径向轴承的生产工艺，其特征在于： 步骤2）中，热锻后的HB为220±0.5。
4.根据权利要求2所述的一种新型螺杆钻具用径向轴承的生产工艺，其特征在于：步骤6）中，内孔、外圆和端面的粗糙度达到1.6以上。
5. 根据权利要求1所述的一种新型螺杆钻具用径向轴承的生产工艺，其特征在于： 步骤2）中，热锻后的HB为220±0.5。
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