DE2442626C2 - Lagerelement in Erdbohrköpfen - Google Patents
Lagerelement in ErdbohrköpfenInfo
- Publication number
- DE2442626C2 DE2442626C2 DE2442626A DE2442626A DE2442626C2 DE 2442626 C2 DE2442626 C2 DE 2442626C2 DE 2442626 A DE2442626 A DE 2442626A DE 2442626 A DE2442626 A DE 2442626A DE 2442626 C2 DE2442626 C2 DE 2442626C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bearing
- matrix
- drill
- alloy
- lubricant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 11
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 13
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RQCJDSANJOCRMV-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Ag] Chemical compound [Mn].[Ag] RQCJDSANJOCRMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000897 Babbitt (metal) Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
- B22F3/26—Impregnating
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/22—Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
- F16C33/122—Multilayer structures of sleeves, washers or liners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2220/00—Shaping
- F16C2220/20—Shaping by sintering pulverised material, e.g. powder metallurgy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/10—Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/10—Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding
- F16C2223/12—Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding with carburizing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2352/00—Apparatus for drilling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S384/00—Bearings
- Y10S384/90—Cooling or heating
- Y10S384/902—Porous member
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49636—Process for making bearing or component thereof
- Y10T29/49643—Rotary bearing
- Y10T29/49647—Plain bearing
- Y10T29/49668—Sleeve or bushing making
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49636—Process for making bearing or component thereof
- Y10T29/49707—Bearing surface treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines durch Pressen und Sintern eines Legierunfspulvers hergestellten
porösen Matrixelementes.
Aus der AT-PS 1 65 530 ist ein korrosionsbeständiger dichter und mechanisch fester Metallkörper bekannt,
der aus einem porösen, vorgesinterten Skelett aus rostfreiem Stahl besteht Dieses kann beispielsweise mit einer
Silberlegierung getränkt sein.
Gemäß der DE-OS 22 51 909 kann ein derartig hergestellter Verbundkörper nach dem Imprägnieren oberflächen-
oder einsatzgehärtet sein. Je nach Porenvolumen erfolgt das Tränken des Skeletts mehr oder weniger
tief (vgl. die US-PS 26 12 443).
Die Erfindung geht von dem vorstehend genannten Stand der Technik aus und ist auf die Verwendung eines
aus abriebfestem Werkstoff bestehenden getränkten und anschließend oberflächlich oder durchgehend getränkten
Matrixelementes gerichtet, und zwar als Lagerelement in Erdbohrköpfen zwischen drehbarer
Bohrkrone und dem am Bohrkronenarm befindlichen Drehlager.
Um hohe Durchdringiingsraten mit einem rotierenden
Erdbohrkopf in vielen Formationen zu erhalten, müssen schwere Lasten auf den Bohrkopf gelegt und
dieser bei mäßiger Geschwindigkeit betrieben werden. Bei anderen Formationen sind nur mäßige Belastungen
notwendig, aber der Bohrkopf muß mit hohen Geschwindigkeiten betrieben werden. Der Bohrkopf arbeitet
unter hochkorrosiver Umgebung und ist extremen Temperaturen ausgesetzt Das Bohren kann dreitausend
Meter unter der Erde erfolgen, wo hohe Temperaturen auftreten. Der Kopf muß ständig durch eine umlaufende
Bohrflüssigkeit gekühlt werden, durch die auch die Bohrabfälle herausgeführt werden. Die Flüssigkeit
ist gewöhnlich Wasser mit chemischen Zusätzen, um den Wasserschwund oder die Viskosität und/oder den
pH-Wert zu regeln. Viele der verwendeten Chemikalien ergeben eine korrosive Bohrflüssigkeit. Die Bohrabfälle
(Materialien, die in den Erdformationen auftreten) und die chemische Zusammensetzung der Bohrflüssigkeit
ergeben eine korrosive und abreibende Bohrumgebung. Der Bohrkopf ist während des Bohrens großen Bohrdrücken
ausgesetzt. Wenn der Bohrkopf sich an der Erdoberfläche befindet, ist er nur dem atmosphärischen
Druck ausgesetzt. Wenn er jedoch in das Bohrloch gesenkt wird, ist er wegen der oberen Flüssigkeitsschicht
im Bohrloch sehr hohem Flüssigkeitsdruck unterworfen. Hinsichtlich dieser Umstände soll eine Lagerung für rotierende
Bohrköpfe ausnehmend gute Eigenschaften bei geringem Raumbedarf enthalten. Da der ganze Bohrstrang
zurückgezogen werden muß, um den Bohrkopf bei einem Fehler auszuwechseln, ist es sehr erwünscht,
eine Lagerung zu haben, die für eine längere Zeitdauer
arbeitet.
Durch die Verwendung der eingangs genannten, in besonderer Weise hergestellten Lagerelemente können
die Standzeiten der Bohrköpfe wesentlich verbessert werden.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der Zeichnungen
erläutert werden. Dabei zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines rotierenden Dreikonen-Bohrkopfes.
F i g. 2 zeigt ein Drittel eines rotierenden Dreikonenkopfes
mit einem erfindungsgemäß verwendeten Lager bspw. entsprechend den Bezugszeichen 33,34 und 35.
F i g. 3 zeigt eine poröse Matrix eines Lagerelementes.
is F i g. 4 ist ein Schnitt der Matrix nach F i g. 3 in größerem
Maßstab, und
F i g. 5 eine Darstellung der Matrix nach F i g. 3 nach der Oberflächenhärtung.
F i g. 1 zeigt einen rotierenden Dreikonen-Bohrkopf 10 des Düsentyps mit einem Körper 11, der einen oberen
Gewindeteil 12 aufweist Der Teil 12 ermöglicht das Verbinden des Bohrkopfes 10 am unteren Ende eines
(nicht dargestellten) rotierenden Bohrstrangs. Vom Körper 11 gehen drei identische Arme nach unten, von
denen die Arme 13 und 13' in F i g. 1 zu sehen sind. An
drei Lagerstiften, die von den Armen abgehen, befinden
sich drei rotierende Konusschneider 14,34' und 14", von denen jeder Schneidkonstruktionen 15,15' bzw. 15" an
seiner Außenfläche aufweist die zum Zerkleinern der Formationen dienen, wenn der Bohrkopf 10 gedreht und
durch die Formationen geführt wird. Die Schneidkonstruktion 15,15' und 15" wird in der Form von Wolframkarbideinsätzen
gezeigt jedoch können auch andere Schneidkonstruktionen, wie Stahlzähne, hierfür an den
Schneidern verwendet werden.
Der Bohrkopf 10 enthält einen mittleren Durchgang 16, der entlang der Mittelachse des Körpers 11 verläuft,
so daß Bohrflüssigkeit aus dem oberen Abschnitt des (nicht dargestellten) Bohrstranges unmittelbar über den
drei Düsen eintreten und nach unten zum Boden des Bohrlochs hindurchfließen kann. Eine Düse 17 wird in
F i g. 1 gezeigt. Beim Angreifen an den Boden des Bohrlochs wird der Bohrstrang gedreht und mit ihm der Meißel
10. Die Schneider 14, 14' und 14" drehen sich an ihren Lagerstiften.
Durch den Innendurchgang des rotierenden Bohrstranges wird Bohrflüssigkeit nach unten gedrückt die
weiter durch den Mitteldurchgang 16 des Bohrkopfes 10 und durch die Düsen zum Bohrlochboden fließt Von
so dort fließt sie im Ring zwischen dem Bohrstrang und der Wandung des Bohrlochs zur Erdoberfläche hinauf.
Ein Schnitt eines Armes 13 eines Bohrkopfes mit einer erfindungsgemäß verwendeten Lagerung wird in
F i g. 2 gezeigt. Der Meißel dient zum Verbinden mit einem rotierenden Bohrstrang und arbeitet in der beschriebenen
Weise. Der längliche Unterteil des Armes 13 ergibt ein Drehlager 18, an dem sich der Bohrlöffel
des Schneiders 14 befindet. Die Schneidkonstruktionen 15 bestehen aus einer Reihe von Wolframkarbideinsätzen.
Beim Drehen des Bohrkopfes berühren die Einsätze die Formationen und zerkleinern sie, um das Erdbohrloch
zu erhalten.
Die erfindungsgemäß verwendete Lagerung gewährleistet ein freies Drehen des Schneiders 14 unter erschwerten
Bohrverhältnissen. Eine Reihe von Kugellagern 20 gewährleistet, daß der Bohrlöffel am Lager
drehbar befestigt ist. Der Schneider 14 ist am Drehlager 18 angebracht und die Reihe von Kugellagern 20 wird
durch die Bohrung 21 eingeführt, die sich im Arm 13 befindet Nach dem Einbringen der Kugellager 20 wird
ein Stöpsel 22 in die Bohrung 21 eingesetzt und dort bei
23 verschweißt
Das Lager 18 und der Arm 13 sind mit einem Durchgang 24 versehen, der von einem Schmiermittelreservoir
25, das sich zwischen den verschiedenen Lagerflächen befindet, zum Schmierkanal führt Der Durchgang
24 kreuzt die Bohrung 21. Der Stöpsel 22 ist in diesem Gebiet von geringerem Durchmesser, damit das
Schmiermittel zu den Lagern geleitet werden kann. Weitere Durchgänge 26,27 und 28 lassen das Schmiermittel
von der Bohrung 2! zu den Lagern gelangen. Das Reservoir 25 ist mit einem Schmiermittel gefüllt, das
mitgerissene Teilchen von abriebfestem Material enthält Am Arm ist eine Kappe 29 befestigt die das
Schmiermittel im Reservoir 25 zurückhält Die Kappe 29 ist so konstruiert daß ein Durchgang 30 das Innere
des Reservoirs 25 mit der Außenseite des Me:<$els verbindet
Dadurch ist ein Druckausgleich möglich, was verhindert daß Druckdifferentiale die Lagerung beschädigen.
Eine biegsame Membrane 31 dient zum Halten des Schmiermittels.
Das Schmiermittel füllt das Reservoir 25, den Durchgang 24, die Bohrung 21, weitere Durchgänge 26,27 und
28 und die Zwischenräume zwischen dem äußeren Bohrlöffel und dem Drehlager 18. Eine biegsame Dichtung
32 steht mit dem Schneider 14 in Kontakt und ergibt eine Dichtung zwischen dem Schneider 14 und
dem Lager 18, so daß das Schmiermittel nicht verlorengehen oder durch die Bohrabfälle verschmutzt werden
kann. Wenn der Meißel in das Bohrloch gesenkt wird, wird er beim Tiefergehen einem steigenden Flüssigkeitsdruck
ausgesetzt Wenn keine Einrichtung zum Druckausgleich beim Schmiermittel vorgesehen ist
würde der Differentialdruck an der Dichtung ausreichen, um sie zu zerbrechen. In der Innenfläche des
Schneiders 14 befindet sich eine Achslagerbuchse 33 und eine Gleitlagerbuchse 34. Unterhalb der Spitze des
Schneiders 14 befindet sich ein Achsdruckknopf 35. Dieser und die Buchsen 33 und 34 sind im Schneider (4
durch Paßsitz befestigt. Diese Lagerelemente (Buchsen 33 und 34 und Drucklagerknopf 35) bestehen aus erfindungsgemäß
verwendetem Werkstoff. Die Lagerflächen besitzen eine harte, abnutzungsresistente Matrix
mit hoher Festigkeit und die Selbstschmierung des abriebfesten Materials. Die gewöhnliche Lebensdauer der
Lager ist verlängert und dadurch auch die Lebensdauer des Meißels.
F i g. 3 zeigt die für die Gleitlagerbuchse 34 verwendete
poröse Matrix 36, die durch Pressen einer pulverisierten Legierung in die Form des gewünschten Lagerelementes
hergestellt ist. Das Pulver für die poröie Matrix 36 ist ein Pulver eines niedrig legierten Nickel-Stahles
des Typs AISI 4600. Es können natürlich auch andere pulverisierte Legierungen, wie z. B. Teilchen aus rostfreiem
Stahl, für die Herstellung der Matrix verwendet werden.
Vor dem Pressen wird Graphit oder Kohle mit der pulverisierten Legierung gemischt, um den endgültigen bo
Kohlenstoffgehalt zu erlangen. Beispielsweise wird dem Pulver ausreichend Graphit zugesetzt, um eine poröse
Matrix 36 mit 0,4% Kohlenstoff zu erhalten, nachdem die Matrix gesintert worden ist. Das Schmiermittel kann
beispielsweise Zinkstearat sein. Das Schmiermittel verbrennt während der Sinterung. Das Pulver aus der Legierung
wird mit einer Kraft vor, 5500 bis 6000 bar gepreßt.
Dadurch wird die Matrix 36 mit einer scheinbaren Dichte von 6,8 (85 bis 87% theoretische Dichte) nach
dem Sintern erhalten. Andere Dichten sind nach der Erfindung möglich und die Dichte kann im allgemeinen
im Bereich von 50 bis 95% der theoretischen Dichte liegen.
Die Matrix 36 wird bei 11080C vierzig Minuten lang
gesintert Der Graphit der mit der pulverisienen Legierung
gemischt ist diffundiert während der Sinterung in den Stahl, verbindet sich mit ihm und erzeugt so ein
homogenes Gefüge mit dem gewünschten Kohlenstoffgehalt Das Diffundieren des Kohlenstoffs durch das
Gefüge wie auch die Diffusionsbindung der Teilchen zusammen erfordern Temperaturen über 10000C. Das
Diffusionsverfahren kann mehrere Stunden bei 1000° C
dauern, während man weniger als eine Stunde bei einer Temperatur von 11100C braucht
Ein Schnitt durch die Matrix 36 wird in größerem Maßstab in F i g. 4 gezeigt Die Matrix 36 enthält mehrere
Poren 37. Etwa 95% der Poren 37 in der Matrix 36 sind untereinander verbunden und können durch Tränken
mit einem abriebfesten Material gefüllt werden. Die Matrix 36 wird mit einer Legierung aus 85% Silber und
15% Mangan bei einer Temperatur von 11080C getränkt Die Silber-Mangan-Legierung wird durch Kapillarwirkung
in die Poren 37 gesaugt. Es können natürlich auch andere abriebfeste Werkstoffe als Tränkmaierial
verwendet werden. Im allgemeinen kann das Tränkmateria! ein weiches Metall oder eine weiche Legierung
mit Abriebfestigkeit in der Art von Silberlegierungen oder Lagermetall sein.
Nach dem Tränken mit der Silberlegierung wird die Matrix 36 gehärtet Die Matrix 36 nach dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel wird durch Einsatz-Aufkohlung bei 912°C zwölf Stunden lang gehärtet, bei 751°C
eine halbe Stunde lang erhitzt und in einem Ölbad abgeschreckt. Die Matrix 36 wird dann getempert und in die
spezielle Form des gewünschten Lagerelements gebracht.
Fig.5 zeigt einen Schnitt in größerem Maßstab durch die poröse Matrix 36 nach dem Härten. Eine beachtliche
Zahl von Poren 37 ist mit der Silber-Mangan-Legierung gefüllt Das Aushärten macht die Oberfläche
37 der Matrix 36 hart und abriebfest. Die Poren 37 ergeben an der Fläche 38 mit der weicheren Tränklegierung
Stellen, die aus einem abriebfesten Material bestehen. Das Material der Matrix 36 ist scheinbar härter als
Rockweil C 20, während die Fläche 38 eine scheinbare Härte besitzt, die größer als Rockwell C 40 ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung eines durch Pressen und Sintern eines Legierungspulvers hergestellten porösen Matrixelementes, welches mit einem abriebfesten Werkstoff getränkt und anschließend oberflächlich oder durchgehend gehärtet wurde, als Lagerelement in Erdbohrköpfen zwischen drehbarer Bohrkrone und dem am Bohrkronenarm befindlichen Drehlager.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/395,880 US3984158A (en) | 1973-09-10 | 1973-09-10 | Journal and pilot bearings with alternating surface areas of wear resistant and anti-galling materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2442626A1 DE2442626A1 (de) | 1975-03-13 |
DE2442626C2 true DE2442626C2 (de) | 1984-12-06 |
Family
ID=23564926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2442626A Expired DE2442626C2 (de) | 1973-09-10 | 1974-09-05 | Lagerelement in Erdbohrköpfen |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US3984158A (de) |
JP (1) | JPS5054747A (de) |
AR (1) | AR213266A1 (de) |
CA (1) | CA1042869A (de) |
DE (1) | DE2442626C2 (de) |
FR (2) | FR2243368B1 (de) |
GB (1) | GB1464609A (de) |
IT (1) | IT1019224B (de) |
PL (1) | PL96150B1 (de) |
SU (1) | SU791263A3 (de) |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3984158A (en) * | 1973-09-10 | 1976-10-05 | Dresser Industries, Inc. | Journal and pilot bearings with alternating surface areas of wear resistant and anti-galling materials |
US4207658A (en) * | 1973-09-10 | 1980-06-17 | Dresser Industries, Inc. | Journal and pilot bearings with alternating surface areas of wear resistant and anti-galling materials |
NO762541L (de) * | 1975-08-13 | 1977-02-15 | Reed Tool Co | |
US4270812A (en) * | 1977-07-08 | 1981-06-02 | Thomas Robert D | Drill bit bearing |
DE2756964C2 (de) * | 1977-12-21 | 1986-01-30 | SKF GmbH, 8720 Schweinfurt | Rollenmeißel mit mehreren Schneidrollen |
US4172395A (en) * | 1978-08-07 | 1979-10-30 | Dresser Industries, Inc. | Method of manufacturing a rotary rock bit |
US4558754A (en) * | 1980-03-24 | 1985-12-17 | Reed Rock Bit Company | Drill bit having angled nozzles |
US4546837A (en) * | 1980-03-24 | 1985-10-15 | Reed Tool Company | Drill bit having angled nozzles for improved bit and well bore cleaning |
US4516642A (en) * | 1980-03-24 | 1985-05-14 | Reed Rock Bit Company | Drill bit having angled nozzles for improved bit and well bore cleaning |
GB2127071B (en) * | 1982-09-22 | 1985-09-18 | Reed Rock Bit Co | Friction bearing assembly for a roller cutter drill bit |
US4595067A (en) * | 1984-01-17 | 1986-06-17 | Reed Tool Company | Rotary drill bit, parts therefor, and method of manufacturing thereof |
US4641976A (en) * | 1984-02-09 | 1987-02-10 | Smith International, Inc. | Copper-based spinodal alloy bearings |
US4787129A (en) * | 1984-07-06 | 1988-11-29 | Dresser Industries, Inc. | Metal of manufacturing a composite journal bushing |
US4554130A (en) * | 1984-10-01 | 1985-11-19 | Cdp, Ltd. | Consolidation of a part from separate metallic components |
US4562892A (en) * | 1984-07-23 | 1986-01-07 | Cdp, Ltd. | Rolling cutters for drill bits |
US4630692A (en) * | 1984-07-23 | 1986-12-23 | Cdp, Ltd. | Consolidation of a drilling element from separate metallic components |
US4597456A (en) * | 1984-07-23 | 1986-07-01 | Cdp, Ltd. | Conical cutters for drill bits, and processes to produce same |
US4592252A (en) * | 1984-07-23 | 1986-06-03 | Cdp, Ltd. | Rolling cutters for drill bits, and processes to produce same |
US4603062A (en) * | 1985-01-07 | 1986-07-29 | Cdp, Ltd. | Pump liners and a method of cladding the same |
US4582368A (en) * | 1985-05-06 | 1986-04-15 | Ndc Company, Ltd. | Dry bearing |
US4679640A (en) * | 1986-02-21 | 1987-07-14 | Dresser Industries, Inc. | Method for case hardening rock bits and rock bits formed thereby |
US4660444A (en) * | 1986-06-09 | 1987-04-28 | Dresser Industries, Inc. | Hardening of selected areas of an earth boring rockbit |
US4875532A (en) * | 1988-09-19 | 1989-10-24 | Dresser Industries, Inc. | Roller drill bit having radial-thrust pilot bushing incorporating anti-galling material |
CA2007683A1 (en) * | 1989-02-03 | 1990-08-03 | James C. Danly, Sr. | Composite and self-lubricating bushing and method for making same |
US5094548A (en) * | 1989-02-03 | 1992-03-10 | Danly Corporation | Composite and self-lubricating bushing |
JP2620976B2 (ja) * | 1989-07-07 | 1997-06-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 摺動部材 |
US5161898A (en) * | 1991-07-05 | 1992-11-10 | Camco International Inc. | Aluminide coated bearing elements for roller cutter drill bits |
GB2281078B (en) * | 1993-08-16 | 1997-08-13 | Smith International | Rock bit bearing material |
US5842531A (en) | 1996-04-24 | 1998-12-01 | Dresser Industries, Inc. | Rotary rock bit with infiltrated bearings |
US5794726A (en) * | 1996-04-24 | 1998-08-18 | Dresser Indistries | Rotary rock bit with infiltrated bearings |
DE19738919C1 (de) | 1997-09-05 | 1999-04-29 | Maxon Motor Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers und Gleitlager |
US7591107B2 (en) * | 2001-03-28 | 2009-09-22 | The Timken Company | Portable facility and process for reconditioning antifriction bearings |
US7220098B2 (en) * | 2003-05-27 | 2007-05-22 | General Electric Company | Wear resistant variable stator vane assemblies |
US20060029494A1 (en) * | 2003-05-27 | 2006-02-09 | General Electric Company | High temperature ceramic lubricant |
US7543992B2 (en) | 2005-04-28 | 2009-06-09 | General Electric Company | High temperature rod end bearings |
US20080202814A1 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Lyons Nicholas J | Earth-boring tools and cutter assemblies having a cutting element co-sintered with a cone structure, methods of using the same |
RU2750791C1 (ru) * | 2021-01-26 | 2021-07-02 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT165530B (de) * | ||||
US2096252A (en) * | 1934-02-19 | 1937-10-19 | Gen Motors Corp | Method of making a bearing material |
US2365562A (en) * | 1942-03-20 | 1944-12-19 | Gen Motors Corp | Method of making porous metal bearings |
US2612443A (en) * | 1947-12-26 | 1952-09-30 | Sintereast Corp Of America | Powder metallurgy |
US2592277A (en) * | 1948-05-15 | 1952-04-08 | Security Engineering Co Inc | Bearing for gauge cutters of rotary rock bits |
US2706693A (en) * | 1951-02-10 | 1955-04-19 | Allied Prod Corp | Process of impregnating metal bearings |
GB761954A (en) * | 1954-05-25 | 1956-11-21 | Thompson Prod Inc | Improvements in and relating to bearings |
US3235316A (en) * | 1963-04-22 | 1966-02-15 | Hughes Tool Co | Journal bearing with alternating surface areas of wear resistant and antigalling materials |
JPS466687A (de) * | 1970-05-13 | 1971-12-13 | ||
GB1399812A (en) * | 1971-10-23 | 1975-07-02 | Brico Eng | Sintered metal articles |
US3984158A (en) * | 1973-09-10 | 1976-10-05 | Dresser Industries, Inc. | Journal and pilot bearings with alternating surface areas of wear resistant and anti-galling materials |
-
1973
- 1973-09-10 US US05/395,880 patent/US3984158A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-08-20 CA CA207,415A patent/CA1042869A/en not_active Expired
- 1974-09-02 AR AR255428A patent/AR213266A1/es active
- 1974-09-05 DE DE2442626A patent/DE2442626C2/de not_active Expired
- 1974-09-06 FR FR7430269A patent/FR2243368B1/fr not_active Expired
- 1974-09-09 PL PL1974173982A patent/PL96150B1/pl unknown
- 1974-09-09 SU SU742063693A patent/SU791263A3/ru active
- 1974-09-09 GB GB3927274A patent/GB1464609A/en not_active Expired
- 1974-09-09 IT IT52937/74A patent/IT1019224B/it active
- 1974-09-10 JP JP49104299A patent/JPS5054747A/ja active Pending
-
1976
- 1976-07-19 US US05/706,338 patent/US4105263A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-06-01 FR FR7914103A patent/FR2434301A1/fr active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1019224B (it) | 1977-11-10 |
FR2434301A1 (fr) | 1980-03-21 |
US4105263A (en) | 1978-08-08 |
US3984158A (en) | 1976-10-05 |
JPS5054747A (de) | 1975-05-14 |
GB1464609A (en) | 1977-02-16 |
AR213266A1 (es) | 1979-01-15 |
CA1042869A (en) | 1978-11-21 |
AU7278074A (en) | 1976-03-04 |
SU791263A3 (ru) | 1980-12-23 |
FR2243368B1 (de) | 1981-08-28 |
FR2434301B1 (de) | 1982-06-11 |
FR2243368A1 (de) | 1975-04-04 |
DE2442626A1 (de) | 1975-03-13 |
PL96150B1 (pl) | 1977-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2442626C2 (de) | Lagerelement in Erdbohrköpfen | |
DE2250024C3 (de) | Drehbohrmeißel | |
DE69115066T2 (de) | Hartauftraglegierungen mit Titankarbid für die Lagerflächen eines Erdbohrers. | |
DE2330050C2 (de) | Dichtung für einen Rollenmeißel | |
DE2210023A1 (de) | Lagerung, mit dieser ausgestatteter Erdbohrmeißel und Verfahren zur Her stellung der Lagerung | |
DE2625261A1 (de) | Bohrlochwerkzeug | |
DE3875074T2 (de) | Gesteinsmeissel mit praezisions-rollenlager. | |
DE2743688A1 (de) | Abdichtung an einem rotary-bohrmeissel mit kegelrollmeisseln | |
DE2916347A1 (de) | Lagerstuhl fuer direktantriebe von tiefbohrmeisseln o.dgl. in einem bohrloch arbeitenden werkzeugen oder geraeten | |
DE2258367A1 (de) | Druckausgleichsvorrichtung fuer einen rollenmeissel | |
DE3805862A1 (de) | Selbstschmierende bohrungswerkzeuge und dichtungselemente dafuer | |
DE2900643A1 (de) | Ueberdruckventil fuer bohrmeissel | |
DE1552196A1 (de) | Tieflochbohrer | |
US4207658A (en) | Journal and pilot bearings with alternating surface areas of wear resistant and anti-galling materials | |
DE2231745A1 (de) | Rotierender steinmeissel beim bohren mit fluessigkeit | |
DE1215625B (de) | Rollenmeissel | |
DE2001672B2 (de) | Gleisrolle | |
US4172395A (en) | Method of manufacturing a rotary rock bit | |
DE3134035A1 (de) | Schmiervorrichtung | |
DE2124958A1 (de) | Gesteinsbohrkrone, insbesondere für Schlagbohrgeräte | |
DE102011081948B4 (de) | Bohrer und Herstellungsverfahren für einen Bohrer | |
DE1583757B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer gesinterten Diamantbohrkrone | |
DE2715788C2 (de) | Bohrkrone | |
DE2658715A1 (de) | Drehsteinmeissel | |
DE2929568A1 (de) | Erdbohrdrehsteinmeissel und verfahren zu seiner herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |