DE2916347A1 - Lagerstuhl fuer direktantriebe von tiefbohrmeisseln o.dgl. in einem bohrloch arbeitenden werkzeugen oder geraeten - Google Patents

Lagerstuhl fuer direktantriebe von tiefbohrmeisseln o.dgl. in einem bohrloch arbeitenden werkzeugen oder geraeten

Info

Publication number
DE2916347A1
DE2916347A1 DE19792916347 DE2916347A DE2916347A1 DE 2916347 A1 DE2916347 A1 DE 2916347A1 DE 19792916347 DE19792916347 DE 19792916347 DE 2916347 A DE2916347 A DE 2916347A DE 2916347 A1 DE2916347 A1 DE 2916347A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing
bearing layer
bearings
layer
axial
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.)
Granted
Application number
DE19792916347
Other languages
English (en)
Other versions
DE2916347C3 (de
DE2916347B2 (de
Inventor
Rainer Dr Ing Juergens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Norton Christensen Inc
Original Assignee
Christensen Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Christensen Inc filed Critical Christensen Inc
Priority to DE2916347A priority Critical patent/DE2916347C3/de
Priority to GB8012538A priority patent/GB2054064A/en
Priority to BE0/200317A priority patent/BE882900A/fr
Priority to FR8009161A priority patent/FR2465918A1/fr
Publication of DE2916347A1 publication Critical patent/DE2916347A1/de
Publication of DE2916347B2 publication Critical patent/DE2916347B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2916347C3 publication Critical patent/DE2916347C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/003Bearing, sealing, lubricating details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/26Systems consisting of a plurality of sliding-contact bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/043Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2206/00Materials with ceramics, cermets, hard carbon or similar non-metallic hard materials as main constituents
    • F16C2206/02Carbon based material
    • F16C2206/04Diamond like carbon [DLC]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2352/00Apparatus for drilling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln od. dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen oder Geräten
Die Erfindung bezieht sich auf einen Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln od. dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen oder Geräten in einer Ausgestaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Lagerstühlen dieser Art haben die Axiallager hohe Axialkräfte aufzunehmen, die aus der Meißelbelastung resultieren und je nach Art des Gesteins und Art der Bohrvorgänge über die Zeit eine mehr oder weniger gleichmäßige oder auch stark schwankende Größe haben. Die spezifische Belastung der Axiallager wächst dabei mit abnehmendem Durchmesser der Lagerstühle und erreicht besonders kritische Werte bei Lagerstuhldurchmessern gleich oder unter 3 3/4".
Bekannte Lagerstühle besitzen als Axiallager Kugellager mit Stahl- oder Hartmetallkugeln, die in beiden Richtungen wirkende Axialkräfte aufnehmen. Die Radiallager stehen unter üblicherweise geringeren Belastungen und bestehen bei bekannten LagerStuhlausführungen aus Gleitlagern mit Laufflächen aus Gummi auf der Statorseite und Chrom od. dgl. auf der Rotorseite. Sowohl die Axial-,
Q30044/0394
2915347
als auch die Radiallager sind hohem Verschleiß ausgesetzt, der durch die Wirkung von Gesteinspartikeln in dem die Lager durchspülenden Bohrspülmedium verstärkt wird. Eine Anordnung der Lager in abgedichteten, z.B. mit öl gefüllten Bereichen des Ringraumes scheiterte bisher an zu großen Leckverlusten. Bei von Bohrspül medium durchströmten Lagern treten neben dem Verschleiß schwerwiegende Probleme bei der Beherrschung des Anteils an Bohrspülmedium auf, der den Lagerbereich durchströmt und dementsprechend der Umspülung des Werkzeugs entzogen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lagerstuhl der eingangs genannten Art zu schaffen, der besonders hohen spezifischen statischen sowie dynamischen Belastungen standhält und bei wesentlich verringertem Verschleiß eine präzise Lagerung sicherstellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Lagerstuhl nach der Er findung in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Axiallager aus Formkörpern mit einer deren Lauffläche bzw. -flächen einnehmenden Lagerschicht aus in eine Verbundmasse eingebet-teten Diamantparikeln bestehen. Eine derartige Lagerschicht hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,3 bis 2 mm, während ferner die Diamantpartikel der Lagerschicht aus natürlichen, synthetischen oder polykristallin gesinterten Diamantkörnern mit einer Körnung im Bereich von et*?a105 bis
030044/0394
2918347
600 μπι, insbesondere im Bereich von etwa 250 bis 300 μπι, bestehen können. Vorzugsweise liegt die Diamantkonzentration in der Lagerschicht im Bereich von etwa 120 bis 200 K und beträgt insbesondere etwa 150 K.
Die erfindungsgemäße Lagerstuhlausführung erbringt überraschend günstige Eigenschaften hinsichtlich Belastbarkeit, Verschleißfestigkeit und Präzision der Lagerung. Diamantmaterial findet wegen seiner Härte in der Tiefbohrtechnik in Form mehr oder weniger großer Einzelkristalle oder in Form von polykristallinen gesinterten Konglomeraten für Schneid- und Zerkleinerungszwecke vielfache Anwendung. Bei Verwendung von Diamantpartikeln für Lager war wegen deren Härte eine den Erfordernissen von Lagern gerade entgegengesetzte Wirkung 'solcher überharter Partikel bei Relativbewegungen zueinander entlang von Gleitflächen, nämlich eine abrasive Selbstzerstörung, zu erwarten. Entgegen allen Erwartungen bilden jedoch die Diamantpartikel ein tragendes Gitterwerk mit sich aufeinander einschleifenden Lagerflächenbereichen in der Lauffläche aus, die einandergleitend überlaufen und besonders hohe Belastungen bei minimalem Verschleiß aufnehmen, obgleich die Diamantpartikel mit ihren sich beim Laufen des Lagers anschleifenden Lagerflächenbereichen nur einen Teil der Gesamtlauffläche des Lagers, zudem in unregelmäßiger Flächenform und Verteilung, nehmen und die Lagerkräfte praktisch
030044/0394
2816347
nur an einer Vielzahl von diskreten Lagerflächenbereichen von Diamant zu Diamant innerhalb der einander übergleiten den Laufflächen übertragen werden. Die Belastungsfähigkeit bleibt auch bei fortschreitendem aneinander Abschlei fen der Diamantpartikel· erhalten, auch wenn sich dabei die Konfiguration der tragenden Lagerflächenbereiche der Diamantpartikel fortlaufend ändert. Dies gilt jedenfalls solange, als die Summe aller tragenden Lagerflächen bereiche der Diamantpartikel nicht unter ein Mindestmaß absinkt. Trotz der mit der Härte von Diamant einhergehenden Sprödigkeit dieses Materials ist festzuste^en, daß die Lagerschicht auch in der Lage ist, unerwartet hohe Stoßbelastungen beschädigungsfrei aufzunehmen, was auf die diskrete Einbettung der Diamantpartikel in die Verbundmasse der Lagerschicht zurückzuführen sein dürfte, die in soweit wie ein Ausgleichselement wirkt und ohne Zerstörung des tragenden Diamant-Gitterwerks den einzelnen Diamantpartikeln minimale ausgleichende Lageränderungen erlaubt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der die Lagerschicht tragende Formkörper aus einer metallischen Hartlegierung oder auch aus einem gesinterten Hartstoff wie Karbid mit einer Verbundmasse aus Bindemetall, z.B. Kobalt, Nickel, Messing od. dgl. bestehen und die Lagerschicht auf diesem durch Aufsintern oder durch Auflöten od. dgl·, erfol·gendes Befestigen von vorgefertigten
Lagerschichtkörpern angebracht sein. Stattdessen kann die Lagerschicht auch bei der Formgebung des Formkörpers durc
03004A/0394
Anreicherung von Diamantpartikeln in deren Laufflächenzone gebildet sein, so daß die Lagerschicht zugleich beim Sintern oder Gießen des Formkörpers mitgebildet wir
Der Formkörper kann ferner für sich oder mitsamt der Lagerschicht aus einem Stück bestehen, insbesondere aber bei größeren Lagern auch aus mehreren Teilen zu einer Einheit zusammengefügt sein. Dies eröffnet auch für große Lager eine preisgünstige Herstellbarkeit.
Vorteilhaft sind in der Lagerschicht, gegebenenfalls auch über diese hinaus bis in den Formkörper hineinreichende nutförmige Durchflußkanäle für einen mengenmäßig definierten Durchtritt von Bohrspülmedium von einer Laufflächenseite zur anderen vorgesehen, mit deren Hilfe nicht nur eine Kühlung der Diamantpartikel herbeiführbar ist, sondern auch dem Lager die Funktion einer Strömungsdrossel vermittelbar ist, durch die die Abzweigmenge an Bohrspülmedium während des gesamten Betriebs des Lagerstuhls in vorbestimmten geringen Grenzen gehalten werden kann. Für die Herbeiführung einer zusätzlichen Drosselfunktion ist es fernerhin vorteilhaft,wenn zumindest eines der einem Axiallager oder einer Axiallagergruppe des Lagerstuhls vor- oder nachgeordneten Radiallager seinerseits aus Formkörpern mit Laufflächen aus einer Diamant-Lagerschicht besteht, auch wenn wegen der geringeren Lagerkräfte auf Radiallager in einem Lagerstuhl dies sonst nicht nötig wäre.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des
0300U/0394
Gegenstands der Erfindung näher veranschaulicht. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische, abgebrochene Darstellung
eines Lagerstuhls nach der Erfindung in einem axialen Halbschnitt,
Fig. 2 eine Teilschnittdarstellung ähnlich Fig. 1 einer abgewandelten Ausführung,
Fig. 3 Teilschnittdarstellungen ähnlich Fig. 2 und 4
weiterer abgewandelten Ausführung,
Fig. 5 Einzelschnittdarstellungen durch unterschiedbis 8
liehe Ausgestaltungen von Axiallagern in
einem Lagerstuhl nach der Erfindung, und
Fig. 9 Vorderansichten von Axiallagerringen zur Ver- und 10
anschaulichung von Durchflußkanälen in deren
Lagerschicht.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen, insoweit zunächst übereinstimmend, jeweils einen Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln od. dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen, der aus zwei koaxial ineinander angeordneten Rohrschalen 1,2 besteht. Die Rohrschale 1 bildet ein Lagergehäuse, das an seinem oberen bzw. dem Werkzeug abgewandten Ende mit dem Stator des nicht näher dargestellten Direktantriebs oder auch einem Rohrstrang verbindbar ist. Dieses Lagergehäuse besteht in Fig. 1 aus mehreren untereinander verbundenen, insbesondere verschraubten rohrförmigen Gehäuseabschnitten 3,4,5. Entsprechende, wenngleich in der Formgestalt abweichende Rohrgehäuseabschnitte sind in den Fig. 2 bis 4 mit 41 und 51 bezeichnet.
0300AA/0394
Die Rohrschale 2 bildet eine einerseits mit dem Rotor des Direktantriebs und andererseits mit dem ebenfalls nicht näher dargestellten Werkzeug verbindbare Welle, deren Außenseite mit der Innenseite des Lagergehäuses einen Ringspalt 6 begrenzt. In diesem Ringspalt sind bei der Ausführung nach Fig. 1 ein oberes und ein unteres Radiallager 7,8 angeordnet, zwischen denen sich zwei Axiallager 9,10 befinden. Das obere Axiallager 9 tritt in Lagerfunktion, wenn die resultierenden Axialkräfte bestrebt sind, das Lagergehäuse 1 und die Welle 2 ineinanderzuschieben, und das untere Axiallager 10 übernimmt seine Lagerfunktion, wenn die resultierenden Axialkräfte die Teile 1,2 auseinanderzuziehen suchen. Zur Übernahme dieser wechselnden Axiallagerung ist die Welle 2 relativ zum Lagergehäuse 1 zusätzlich zu seiner Drehbeweglichkeit auch noch begrenzt axial verschieblich.
Die Lagerstuhlausführung nach Fig. 2 zeigt eine Lageranordnung mit nur einem oberen Radiallager 7 und darunter angeordneten Axiallagern 9,10. Die LagerStuhlausführungen nach Fig. 3 und 4 besiizen eine Lageranordnung mit nur einem unteren Radiallager 8 und einer Parallelanordnung von Axiallagern 9',1ο1,von denen die Lager 10' in Fig.3 Lagerfunktion erfüllen, während dies in Fig. 4 durch die Lager 91 erfolgt. Die in Fig. 1 bis 4 veranschaulichten Axial- und Radiallager 7,8,9,10,9',1O1 sind solche aus Formkörpern mit einer deren Lauffläche bzw. -flächen
030044/0394
einnehmenden Lagerschicht aus in eine Verbundmasse eingebetteten Diamantpartikeln. Bei den Radiallagern 7,8 bestehen die Formkörper aus Hohlzylinderabschnitten 11,12, von denen der koaxial innenliegende Formkörper an seiner Außenumfangsflache und der außenliegende Formkörper 12 an seiner Innenumfangsflache jeweils eine Lagerschicht 13,14 aufweisen. Bei dem Axiallager 9 haben die Formkörper 15,16 die Form von Kreisringabschnitten, die im Bereich ihrer wechselseitig in Lagereingriff kommenden Laufflächen an ihren einander zugewandten Stirnseiten mit einer Lageschicht 17 bzw. 18 versehen sind. Das Axiallager 10 ist aus gleichförmigen, wenngleich umgekehrt angeordneten Teilen 15*,17* bzw. 16',18' aufgebaut.
Die Axiallager 9',1O1 in Fig. 3 und 4 bestehen aus Formkörpern 19,20 mit jeweils einseitiger Lagerschicht 21 bzw. 22 und aus Formkörpern 23 mit jeweils doppelseitiger Lagerschicht 24.
Die Fig. 5 veranschaulicht in vergrößerter Darstellung ein Axiallager 9, wie es in Fig. 1 Anwendung findet. Wie die Darstellung schematisch andeutet, enthält die Lagerschicht 18 des Formkörpers 16 Diamantpartikel mit verhältnismäßig großer Körnung,d.h. einem Wert in der oberen Hälfte des erfindungsgemäß bevorzugten Körnungsbereiches von 105 bis 600 μΐη. Die Lagerschicht 17 des
044/0394
Formkörpers 19 besitzt, wie ebenfalls schematisch angedeutet ist, Diamantpartikel mit einer Körnung, deren Wert in der unteren Hälfte des vorgenannten Körnungsbereichs liegt. Ferner ist die Lagerschicht 18 als in etwas größerer Dicke ausgeführt dargestellt, als dies bei der Lagerschicht 17 der Fall ist. Beide Lagerschichten bewegen sich jedoch in dem er£indungsgemäß bevorzugten Dickenbereich von etwa 0,3 bis 2 mm. Auch die Diamantkonzentration in beiden Lagerschichten liegt in dem erfindungsgemäß bevorzugten Bereich von 120 bis 200 K.
Bei der Ausgestaltung eines Lagers 9 in Fig. 6 haben die Lagerschichten 17,18 eine in der Dicke, der Körnung der Diamantpartikel und der Diamantkonzentration 'gleiche Ausbildung. Beide Lagerschichten 17,18 in Fig. 6 haben Diamantpartikel mit einer Körnung von beispielsweise 2 50 μπι.
Bei dem Lager 9 in Fig. 7 unterscheiden sich die Lagerschichten 17,18 von denen nach Fig. 6 in einer etwas größeren Dicke und in einer für beide Lagerschichten gleichen, etwas größeren Körnung der Diamantpartikel,z.B. in der Größenordnung von etwa 400 μπι.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Lager ist ein Formkörper 23 mit doppelseitigen Lagerschichten 24 veranschaulicht,
0300A4/0394
2316347
dem oberseitig ein Formkörper 19 mit einer Lagerschicht 21 und unterseitig ein Formkörper 20 mit einer Lagerschicht 22 zugeordnet ist, die im Gegensatz zu den Lageranordnungen in Fig. 3 und 4 in jeweils gleichzeitigem Lagereingriff dargestellt sind. Die Lagerschichten 24 ent sprechen in ihrem Aufbau etwa den Lagerschichten 18 in Fig. 5 und 7, während die Lagerschichten 21,22 den Lagerschichten 17 in Fig. 5 und 6 entsprechen.
Entsprechende LagerSchichtausbildungen haben auch die Lagerschichten 13,14 von Radiallagern 7 bzw. 8, die in Einzeldarstellung nicht noch einmal veranschaulicht sind.
Wie dies die Fig. 9 erkennen läßt, können in der Lagerschicht 18 des Formkörpers 16 Durchflußkanäle 25 für einen mengenmäßig definierten Durchtritt von Bohrspülmedium von einer Laufflächenseite zur anderen vorgesehen sein. Diese sind bei dem Beispiel nach Fig. 9 radial ausgerichtet und geradlinig gestaltet. Schließt wie in Fig.9 die Lagerschicht 18 auf ihrer Laufflächenseite bündig mit dem danebenliegenden Teil 26 des Formkörpers 16 ab, so erstrecken sich die Durchflußkanäle 25 über die Lagerschicht 18 hinaus auch durch den benachbarten Bereich 26 des Formkörpers 16.
Bei der Darstellung in Fig. 10 eines Formkörpers 19 ge-
030044/0394
29Ί6347
maß Fig. 8, bei der die Lagerschicht 21 erhaben auf der Laufflächenseite des Formkörpers 19 angeordnet ist, sind Durchflußkanäle 27 vorgesehen, die bogenförmig verlaufen und lediglich vom Innenrand zum Außenrand der Lagerschicht 21 führen.
Bei Radiallagern können entsprechende Durchflußkanäle vorgesehen sein, die nicht näher veranschaulicht sind und sich parallel zur Lagerachse und geradlinig über die Höhe der Lagerschichten 13,14 bzw. der Formkörper 11,12 erstrecken. Stattdessen können die Durchflußkanäle auch z.B. schraubenlinienförmig in den Lagerschichten 13,14 ausgebildet sein.
Die die Lagerschicht jeweils tragenden Formkörper können aus einer metallischen Hartlegierung bestehen, sind jedoch vorzugsweise aus einem gesinterten Hartstoff, z.B. Wolframkarbid, Tantalkarbid, Titankarbid etc. unter Verwendung einer Verbundmasse aus einem Bindemetall, z.B. Kobald, Nickel, Messing, Bronze od. dgl. hergestellt. Die jeweilige Lagerschicht kann bei der pulvermetallurgischen Sinterung der Formkörper an bzw. in diesem ausgebildet werden, in-dem z.B. in der Sinterform an geeigneter Stelle eine Mischung aus den Diamantpartikeln und einem Bindemetallpulver angebracht und anschließend Karbid- und Bindemetallpulver für dieses in die Form eingebracht werden. Nach dem Sintern bilden dann der Formkörper und
030044/0394
_ 15 _ 2316347
die Lagerschicht eine Baueinheit. Es ist auch möglich, in der Sinterform lediglich an der für die Lagerschicht vorgesehenen Stelle Diamantpartikel für sich in entsprechender Menge vorzusehen und ohne gesondertes Bindemetall für die Diamantpartikel anschließend in die Sinterform Karbid- und Bindemetallpulver für dieses einzubringen. In diesem Falle bildet das Material für den Formkörper zugleich die Verbundmasse für die Lagerschicht, die gewissermaßen durch Anreicherung mit den Diamantpartikeln gebildet wird.
Statt dessen ist es auch möglich, die Lagerschicht für sich als Formkörper oder Formteilkörper herzustellen und anschließend auf einen ebenfalls für sich hergestellten Formkörper anzubringen, ζ .Β. aufzulöten, aufzukleben etc. Eine solche gesonderte Herstellung und anschließende Verbindung der Teile empfiehlt sich in Fällen, in denen eine fixierte Einbringung einer Lagerschichtmasse in einer Form für die Herstellung der Formkörper nicht oder .nur schwierig möglich ist.
Die Formkörper können in einem Stück hergestellt sein, was insbesondere bei einfachen Formen und kleineren Teilen keine Schwierigkeiten bereitet. Bei größeren Formkörpern oder solchen etwas komplizierterer Formgestaltung besteht auch die Möglichkeit, die Formkörper aus mehreren Teilformkörpern zusammenzusetzen, die jeweils für sich hervor gesondert hergestellt wurden.
030044/0394
Welche Gestalt die Teilformkörper bei einem derartigen zusammensetzenden Herstellen haben sollten, richtet sich nach der Formgestalt des Formkörpers. Bei Radiallagern besteht beispielsweise die Möglichkeit, deren Formkörper aus axial aneinandergrenzenden Ringen zusammenzusetzen, während bei Axiallagern mit ringförmigen Formkörpern diese aus Kreisringsegmenten zusammensetzbar sind.
Die dargestellten Lagerausbildungen und Zusammenstellunge bilden lediglich Beispiele, die in mannigfacher Hinsicht abwandelbar sind, je nachdem, welche speziellen Gegebenheiten bei einem Lagerstuhl vorliegen. So ist es z.B. denkbar, Axial- und Radiallager zu kombinieren, d.h. einen Formkörper für ein Axiallager einteilig mit einem entsprechenden Ansatzbereich zugleich auch als Formkörper für das Radiallager zu versehen, wobei die Formkörper für ein solches kombiniertes Axial-Radiallager an ihrer Lauffläche für die Axiallagerung mit einer Lagerschicht in obigem Sinne versehen sind. Auch an den Laufflächen für die Radiallagerung können Lagerschichten mit Diamantpartikeln vorgesehen sein, jedoch kann es dort auch genügen,die Formkörper mit von diesen selbst gebildeten Laufflächen einzusetzen, insbesondere wenn die Formkörper aus einem Hartmetall bzw. Sinterkarbid bestehen.
030044/0394
Wenn im Vorstehenden die Lager im Zusammenhang mit Lagerstühlen für Direktantriebe beschrieben wurden, so versteht sich, daß solche Lager generell in in Tiefbohrungen eingesetzten Geräten und Werkzeugen Anwendung finden können, in denen die Lager unter ähnlichen Bedingungen arbeiten und belastet sind.
Q30044/039

Claims (9)

Ansprüche:
1. Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln
od. dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen oder Geräten, bestehend aus zwei koaxial ineinander angeordneten Rohrschalen, von denen die eine als einerseits mit dem Rotor des Direktantriebs und andererseits mit dem Werkzeug verbindbare Welle und von denen die andere als mit dem Stator des Direktantriebs oder einem Rohrstrang verbindbares Lagergehäuse ausgebildet ist, wobei im Ringspalt zwischen Welle und Lagergehäuse Axiallager und Radiallager angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Axiallager (9;10,9',10') aus Formkörpern (15,16;15r,16'?19,20;23) mit einer deren Lauffläche bzw. -flächen einnehmenden Lagerschicht (17,18;17',18';21,22;24) aus in eine Verbundmasse eingebetteten Diamantpartikeln bestehen.
2. Lagerstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschicht (17,18;17',18';21;22;24) eine Dicke von etwa 0,3 bis 2 mm aufweist.
3. Lagerstuhl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-
030044/0394
zeichnet, daß die Diamantpartikel der Lagerschicht (17, 18;17'18';21,22;24) aus natürlichen, synthetischen oder polykristallin gesinterten Diamantkörpern mit einer Körnung im Bereich.von etwa 105 bis 600 μΐη, insbesondere im Bereich von etwa 250 bis 300 μπι, bestehen.
4. Lagerstuhl nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamant— konzentration in der Lagerschicht (17,18;17',181J; 21 ,22; 24) im Bereich von etwa 120 bis 200 K liegt, insbesondere etwa 150 K beträgt.
5. Lagerstuhl nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Lagerschicht (17,18;17'18· ,-21,22;24) tragende Formkörper (15,1 .15 ',16 '; 19,20,23) aus einer metallischen Hartlegierung oder einem gesinterten Hartstoff,wie Karbid mit einer Verbundmasse aus einem Bindemetall, z.B. Kobald, Nickel, Messing od. dgl. besteht und die Lagerschicht auf diesem durch Aufsintern oder durch Auflöten od. dgl. von vorgefertigten Lagerschichtkörpern angebracht ist.
6. Lagerstuhl nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschicht (17,18;17·,18';21,22,24) bei der Formgebung der Formkörper (15r16;15I16';19,20,23) durch Anreicherung von
030044/0394
Diamantpartikeln in deren Laufflächenzone gebildet ist.
7. Lagerstuhl nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (15,16;15',16';19,20; 23) für sich oder mitsamt der Lagerschicht (17,18,17',18';21,22,24) aus einem Stück besteht oderaus mehreren Teilen zu einer Einheit zusammengefügt ist.
8. Lagerstuhl nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lagerschicht (17,18;17',18';21,22;24) nutförmige Durchflußkanäle (25,26) für einen mengenmäßig definierten Durchtritt von Bohrspülmedium von einer Laufflächenseite zur anderen vorgesehen sind.
9. Lagerstuhl nach einem oda: mehreren der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der einem Axiallager (9,10;9',10') oder einer Axiallagergruppe vor- oder Nachgeordneten Radillager (7,8) seinerseits aus Formkörpern (11,12) mit Laufflächen (13,14) aus einer Lagerschicht mit in eine Verbundmasse eingebetteten Diamantpartikeln besteht.
Q30044/0394
DE2916347A 1979-04-23 1979-04-23 Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln o.dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen oder Geräten Expired DE2916347C3 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2916347A DE2916347C3 (de) 1979-04-23 1979-04-23 Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln o.dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen oder Geräten
GB8012538A GB2054064A (en) 1979-04-23 1980-04-16 Bearings and bearing blocks for use with deep-drilling bits, tools or devices operable in a borehole
BE0/200317A BE882900A (fr) 1979-04-23 1980-04-21 Chaise de palier pour commande directe de trepans de forage ou outils analogues de sondage
FR8009161A FR2465918A1 (fr) 1979-04-23 1980-04-23 Chaise de palier pour commande directe de trepans de forage ou outils analogues de sondage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2916347A DE2916347C3 (de) 1979-04-23 1979-04-23 Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln o.dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen oder Geräten

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2916347A1 true DE2916347A1 (de) 1980-10-30
DE2916347B2 DE2916347B2 (de) 1981-04-09
DE2916347C3 DE2916347C3 (de) 1981-12-03

Family

ID=6069017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2916347A Expired DE2916347C3 (de) 1979-04-23 1979-04-23 Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln o.dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen oder Geräten

Country Status (4)

Country Link
BE (1) BE882900A (de)
DE (1) DE2916347C3 (de)
FR (1) FR2465918A1 (de)
GB (1) GB2054064A (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2547877A1 (fr) * 1983-06-27 1984-12-28 Alsthom Atlantique Dispositif a anneau de frottement oscillant pour l'appui axial d'un arbre
US4554983A (en) * 1983-06-27 1985-11-26 Alsthom-Atlantique Oscillating friction ring assembly for applying axial thrust to a shaft
EP0283982A2 (de) * 1987-03-25 1988-09-28 Eastman Teleco Company Gleitlager für Tiefbohrwerkzeuge
EP0290839A2 (de) * 1987-05-14 1988-11-17 Smith International, Inc. Mit polykristallinem Diamant verstärktes Radiallager
EP0595631A1 (de) * 1992-10-28 1994-05-04 Csir Aus Diamant bestehender Lagerzusammenbau
CN103615194A (zh) * 2013-12-03 2014-03-05 东营博深石油机械有限责任公司 螺杆钻具油密封主轴总成

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4560014A (en) * 1982-04-05 1985-12-24 Smith International, Inc. Thrust bearing assembly for a downhole drill motor
US4710036A (en) * 1986-03-20 1987-12-01 Smith International, Inc. Bearing assembly
ATE85841T1 (de) * 1986-05-19 1993-03-15 Smith International Kuehlnetzwerke fuer lagerflaechen aus polykristallinem diamant.
US4708496A (en) * 1986-05-20 1987-11-24 Smith International, Inc. Diamond bearing and manufacture thereof
US4732491A (en) * 1986-08-27 1988-03-22 Smith International, Inc. Downhole motor bearing assembly
JPS6388314A (ja) * 1986-09-30 1988-04-19 Toshiba Corp 動圧空気軸受
US5517024A (en) * 1994-05-26 1996-05-14 Schlumberger Technology Corporation Logging-while-drilling optical apparatus
GB0612091D0 (en) 2006-06-19 2006-07-26 Hamdeen Inc Ltd Device for downhole tools
CN102734328A (zh) * 2011-04-14 2012-10-17 侯学青 一种具有散热结构的电机水润滑轴承
US9410576B2 (en) 2013-12-04 2016-08-09 Us Synthetic Corporation Compact bearing assemblies including superhard bearing surfaces, bearing apparatuses, and methods of use
US10260560B2 (en) 2013-12-04 2019-04-16 Us Synthetic Corporation Compact bearing assemblies including superhard bearing surfaces, bearing apparatuses, and methods of use
CN118423359B (zh) * 2024-07-03 2024-08-30 潍坊珀琦石油机械有限公司 螺杆钻具用面接触串接式推力轴承

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3879175A (en) * 1971-06-24 1975-04-22 De Beers Ind Diamond Bearing bodies and methods of forming bearing surfaces

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2286528A (en) * 1941-05-01 1942-06-16 Smith Corp A O Radial ball bearing
FR1171813A (fr) * 1957-04-20 1959-01-30 Hydromecanique & Frottement Palier de butée pour machines non lubrifiables
GB907791A (en) * 1959-10-15 1962-10-10 Rolls Royce Improvements in bearing surfaces
FR2029963A5 (de) * 1969-03-19 1970-10-23 Petroles Cie Francaise
FR2043893A5 (de) * 1969-05-05 1971-02-19 Alsthom
FR2157206A5 (de) * 1971-10-15 1973-06-01 Alsthom
FR2433130A1 (fr) * 1978-08-11 1980-03-07 Petroles Cie Francaise Dispositif antifriction, notamment pour turbine, et procede de realisation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3879175A (en) * 1971-06-24 1975-04-22 De Beers Ind Diamond Bearing bodies and methods of forming bearing surfaces

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2547877A1 (fr) * 1983-06-27 1984-12-28 Alsthom Atlantique Dispositif a anneau de frottement oscillant pour l'appui axial d'un arbre
US4554983A (en) * 1983-06-27 1985-11-26 Alsthom-Atlantique Oscillating friction ring assembly for applying axial thrust to a shaft
EP0283982A2 (de) * 1987-03-25 1988-09-28 Eastman Teleco Company Gleitlager für Tiefbohrwerkzeuge
EP0283982A3 (en) * 1987-03-25 1990-01-31 Eastman Christensen Company Sliding-contact bearing for a deep-drilling tool
EP0290839A2 (de) * 1987-05-14 1988-11-17 Smith International, Inc. Mit polykristallinem Diamant verstärktes Radiallager
EP0290839A3 (de) * 1987-05-14 1989-08-23 Smith International, Inc. Mit polykristallinem Diamant verstärktes Radiallager
EP0595631A1 (de) * 1992-10-28 1994-05-04 Csir Aus Diamant bestehender Lagerzusammenbau
US5368398A (en) * 1992-10-28 1994-11-29 Csir Diamond bearing assembly
CN103615194A (zh) * 2013-12-03 2014-03-05 东营博深石油机械有限责任公司 螺杆钻具油密封主轴总成

Also Published As

Publication number Publication date
DE2916347C3 (de) 1981-12-03
GB2054064A (en) 1981-02-11
FR2465918A1 (fr) 1981-03-27
FR2465918B1 (de) 1984-05-18
DE2916347B2 (de) 1981-04-09
BE882900A (fr) 1980-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2916347C3 (de) Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln o.dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen oder Geräten
DE10031833C2 (de) Diamantimprägnierte Erdbohrer und Verfahren zu deren Herstellung
EP0378964B1 (de) Hohlbohrwerkzeug
DE69115066T2 (de) Hartauftraglegierungen mit Titankarbid für die Lagerflächen eines Erdbohrers.
DE69316156T2 (de) Aus Diamant bestehender Lagerzusammenbau
DE3915898A1 (de) Bohrspitze
EP3237164B1 (de) Bohrring für eine kernbohrkrone
DE2523074A1 (de) Verfahren und einrichtung zur herstellung verschleissfester koerper, insbesondere fuer die tiefbohrtechnik
DE3709840C1 (de) Meisseldirektantrieb fuer Tiefbohrwerkzeuge
DE10110915B4 (de) Käfig für ein Wälzlager
DE3914363A1 (de) Hochfrequenzspindel zur werkstueckbearbeitung
DE4436915A1 (de) Hohlbohrkrone mit einem hohlzylindrischen Trägerkörper
EP3037201A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines geschlossenen Bohrringes für eine Kernbohrkrone
DE112010003521T5 (de) Bohrmeißel
DE2146153B2 (de) Zylinderlaufbuchse fur einen Verbrennungsmotor
EP0238477B1 (de) Rotierbares spanabhebendes Werkzeug
DE2831214C2 (de) Walze für eine Zuckerrohrmühle
DE69915009T2 (de) Drehbohr-Fräsmeissel
EP0887138B1 (de) Diamantsägeseil
DE4447036C2 (de) Werkzeug zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken
DE29914326U1 (de) Wälzlagerteil
DE879656C (de) Expansionsfaehiges Schleifwerkzeug
EP1340593A1 (de) Schleifwerkzeug, insbesondere Trennschleifwerkzeug
DE9422077U1 (de) Walzenpresse, insbesondere zum Zerkleinern von stark abrasiven Stoffen
CH416226A (de) Ringfeder mit geschlossenen Innen- und Aussenringen

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee