导向钻井工具关节轴承组合系统及其内部应力分析.pdf

曼 二 2 鱼 CN4l一11 48 ／TH 轴 承2 0 1 4 年1 2 期 B e a ri n g 2 0 1 4， No ． 1 2 79 导向钻井工具关节轴承组合系统及其内部 应力分析 彭松 水 中石化胜利油田 纯梁采油厂， 山东 滨州 2 5 6 5 0 0 摘要 针对深井高温重载工况下导向钻井系统中关节轴承易发生磨损和疲劳剥落的问题， 介绍了一种关节轴承 组合系统， 并用有限元法对该系统进行了静力学分析和冲击性能分析， 结果表明， 合理匹配关节轴承系统内部 碟簧的刚度， 可以较好地分配井底的钻压。 关键词 关节轴承； 旋转导向钻井系统； 碟簧刚度 ； 冲击 中图分类号 T H1 3 3 ． 3 1 ； 0 2 4 1 ． 8 2 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 03 7 6 2 2 0 1 4 1 2 0 0 0 7 0 3 Co n t a c t S t r e s s An a l y s i s f o r S e l f Al i g n i n g Be a r i n g s o f Gu i d e Dr i l l i n g S y s t e m Pe n g S o n g s h u i C h u n l i a n g O i l P r o d u c t i o n F a c t o r y ， S i n o p e c S h e n g l i O i l f i e l d ， B i n z h o u 2 5 6 5 0 0 ， C h i n a A b s t r a c t A i mi n g a t t h e p r o b l e m t h a t j o i n t b e a r i n g s o f g u i d e d ri l l i n g s y s t e m a r e p r o n e t o w e a ri n g a n d f a t i g u e p i t t i n g ， w h i c h w o r k u n d e r h i g h t e mp e r a t u r e a n d h e a v y l o a d ， a j o i n t b e a ri n g c o m b i n a t i o n s y s t e m i s i n t r o d u c e d ． T h e s t a t i c s a n a l y - s i s a n d s y s t e m p e rf o r ma n c e a n a l y s i s h a v e b e e n d o n e u s i n g fi n i t e e l e me n t me t h o d ． T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e d r i l l i n g p r e s s u r e d i s t ri b u t i o n i s i mp r o v e d b y r e a s o n a b l e ma t c h i n g i n t e r n a l d i s c s p ri n g s t i ff n e s s ． Ke y wo r d s j o i n t b e a r i n g ； gui d e d ri l l i n g s y s t e m； d i s c s p ri n g s t i f f n e s s ； s h o c k 1 导向钻 井 系统 旋转导向钻井系统代表着当今世界钻井技术 收稿 日期 2 0 1 40 52 6 ； 修回日期 2 0 1 4- 0 70 7 作者简介 彭松水 1 9 6 3 一 ， 男， 高级工程师， 主要从事油 田开发工作 ， E ma i l d r e a m 5 5 6 8 1 2 6 ． c o rn。 发展的最高水平 ， 目前 国内研究 的指 向式旋转导 向钻井系统结构如图 1所示。其 中钻头处要承受 井底 5～1 0 t 的波动钻压 ， 该钻 压通过关节轴承传 递到不旋转壳体上， 所以井底钻头的振动和冲击 载 荷会 大大降低关节轴承 的寿命 。 国内现有 5 1 ． 8 m。E M型与 E M1型保持架 的最大应 变值 都远小于 M型， 其中E M1 型保持架的应变分布更 为均匀 ， 性能优于 E M型保持架 。 仿真分析可知 ， E M1型保持架 的性能要 明显 优于 M和 E M型保持架。 5 结 束 语 设计的 E M1型保持架 与 M， E M 型保持 架相 比， 减少了 2～ 5道工序 ， 降低 了兜孔的加工难度 ， 明显减少了铆钉铆合 时间 ， 提高 了装 配效率 和材 料利用率。有 限元分析表明 ， E M1型保持架 的性 能优于 M， E M型保持架。目前， 装有该结构保持 架的 N 3 0 8轴承在纸板机上已稳定运转 了 4个多 月， 满足了设备正常运行的要求， 下一步将积极推 广使用， 以获得更多的实际使用效果。 参考文献 [ 1 ] 伍妮妮， 周思柱， 张维， 等．基于 A N S Y S的圆柱滚子 轴承 的接触分析 [ J ] ． 内江科技 ， 2 0 1 3 1 1 1 0 4 ． [ 2 ] 刘宁， 张钢， 高刚， 等．基于 A N S Y S的圆柱滚子轴承 有限元应力分析[ J ] ． 轴承 ， 2 0 0 6 1 2 1 3 ． [ 3 ] 张福星， 郑源 ， 汪清， 等．基于 A N S Y S Wo r k b e n c h的 深沟球轴承接触应力有限元分析[ J ] ． 机械设计与制 造 ， 2 0 1 2 1 0 2 3 ． [ 4 ] 汤兆平， 孙剑萍．基于 A N S Y S的深沟球轴承的接触 分析[ J ] ． 制造业 自动化， 2 0 1 3 1 1 3 ． 编辑 温朝杰 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m