語言 語言
企業(yè)新聞 行業(yè)新聞 軸承知識
  • 聯(lián)系人:許部長
  • 聯(lián)系電話:13841408476
  • 固定電話:024-44837288
  • 公司傳真:024-44837004
  • E-mail:xuming58@126.com
  • 公司網(wǎng)址:710762.com
  • 地 址:遼寧省本溪經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)香槐路110號

金剛石軸承在成都研制成功

2023-02-07

在2023年新年來臨之際,四川省冶金材料行業(yè)傳來佳音:燒結(jié)式金剛石軸承在國內(nèi)首次研究成功。該金剛石軸承裝配在螺桿鉆具上,平均使用時間達(dá)到500小時以上,壽命比傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金軸承提高3倍。

研制成功的金剛石軸承產(chǎn)品

金剛石軸承全稱聚晶金剛石(Polycrystalline Diamond)軸承,也稱PCD軸承或PDC軸承,其重要組成材料是金剛石復(fù)合片(PDC)或聚晶金剛石(PCD),金剛石是至今為止世界上硬度Z高的材料,金剛石軸承中的金剛石復(fù)合材料采用精選金剛石微粉和硬質(zhì)合金在高溫高壓下合成,因此金剛石軸承既具有金剛石的高硬度、高耐磨性、高導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、又具有硬質(zhì)合金的強(qiáng)度與抗沖擊韌性,適用于高溫、含有腐蝕性化學(xué)物質(zhì)、含有大量研磨性高的固相顆粒等惡劣工況條件。

金剛石軸承特點(diǎn)

高導(dǎo)熱性:金剛石是熱導(dǎo)率Z高的材料之一(常溫時是銅的5倍),軸承啟動和停機(jī)時產(chǎn)生的高熱量不會對軸承造成損傷;

高耐熱性:金剛石軸承可以在高溫(200℃)環(huán)境下正常作業(yè);

高耐磨性:金剛石軸承的摩擦副是金剛石面對金剛石面,金剛石材料具有極低的摩擦系數(shù)(0.01≤μ≤0.03),和超強(qiáng)的耐磨性,能夠出色地抵御摩擦副及其他固相物質(zhì)的磨損;

高斷裂韌性:金剛石軸承是金剛石和軸承材料的復(fù)合體,其中軸承材料具有出色斷裂韌性,能夠降低沖擊負(fù)荷對軸承體造成損壞的可能性,可在高負(fù)載下有效運(yùn)行;

高耐腐蝕性:能夠在含有腐蝕性化學(xué)物質(zhì)、含有研磨性高的固相顆粒等惡劣工況條件下正產(chǎn)工作;

長壽命:由于金剛石軸承具有硬度高、耐磨性高,耐熱性好的特點(diǎn),其使用壽命比碳化鎢軸承或其它硬質(zhì)合金軸承高數(shù)倍(螺桿鉆具用金剛石TC軸承壽命是傳統(tǒng)軸承的5倍以上);

實(shí)用性好:金剛石軸承無需專門為其設(shè)計潤滑和密封系統(tǒng),可極大的簡化傳動部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計難度;

經(jīng)濟(jì)性高:金剛石軸承壽命長,應(yīng)用環(huán)境要求低,可簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計,使用維護(hù)保養(yǎng)成本低,綜合性價比高。

金剛石軸承應(yīng)用領(lǐng)域

金剛石軸承在包括石油天然氣鉆探、潮汐發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、化工設(shè)備、污水處理、礦機(jī)等工況惡劣情況下得到廣泛應(yīng)用,目前新研制的金剛石軸承已經(jīng)成功應(yīng)用于螺桿鉆具、泥漿泵、渦輪鉆具等石油和天然氣鉆探工具中。

研發(fā)團(tuán)隊情況

指導(dǎo)人:

唐周元 正高級工程師、四川省先進(jìn)刀具材料工程研究中心主任;

郭大萌 工學(xué)博士、廣東省超硬復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心主任;

項目主研人員:

蘇益仁 高級工程師 成都惠靈豐金剛石鉆頭有限公司董事長;

程興發(fā) 高級工程師 成都惠靈豐金剛石鉆頭有限公司技術(shù)總監(jiān);

項目參加人:黃偉成、秦宗森、馬慶

主研人員程興發(fā)介紹

程興發(fā),高級工程師,1980年12月出生于甘肅,2003年7月畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè),從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)工作19年,獲得5項發(fā)明專利和7項實(shí)用新型專利。

一、國外學(xué)習(xí)交流情況

2015年程興發(fā)到伊朗國家石油部做PDC鉆頭技術(shù)交流;

2016年程興發(fā)到印度PARWEN公司交流PDC鉆頭;

2017年程興發(fā)到烏克蘭國家天然氣公司交流PDC鉆頭;

2019年程興發(fā)到美國Megadiamond和US Synthetic Corporation參觀學(xué)習(xí)。

二、程興發(fā)近幾年主要設(shè)計開發(fā)工作

1、開發(fā)出川渝地區(qū)頁巖氣鉆探用各規(guī)格型號PDC鉆頭。根據(jù)川渝頁巖氣區(qū)塊地質(zhì)情況進(jìn)行針對性的設(shè)計,對現(xiàn)有的一些產(chǎn)品根據(jù)頁巖氣鉆井技術(shù)特點(diǎn)改進(jìn)設(shè)計,使得公司產(chǎn)品在川渝地區(qū)頁巖氣區(qū)塊得到井隊的肯定,機(jī)速、進(jìn)尺等性能指標(biāo)領(lǐng)先于國內(nèi)其他同類鉆頭廠家,部分區(qū)塊和井段優(yōu)于貝克休斯、史密斯等進(jìn)口鉆頭。

2、設(shè)計開發(fā)了國內(nèi)只26?寸鋼體PDC鉆頭,并在五探1井、足201-H1井、塔探1井成功使用。目前該型號鉆頭已經(jīng)取代牙輪鉆頭,并在國內(nèi)外大量使用,成為公司一款主打優(yōu)勢產(chǎn)品。

3、開發(fā)了具有減震和定心功能的PDC復(fù)合片鉆頭,并取得實(shí)用新型專利。這款鉆頭采用了中心錐齒定位結(jié)構(gòu),二排設(shè)有若干R齒,能夠同時降低鉆頭的軸向和橫向振動,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)鉆進(jìn),提高鉆進(jìn)效率和鉆頭壽命,目前這款鉆頭已經(jīng)大批量生產(chǎn),廣泛使用。

4、研發(fā)了一種新型石油鉆頭用金剛石孕鑲塊切削齒,并取得實(shí)用新型專利。該金剛石孕鑲塊切削齒硬度高、壽命長,而且金剛石用量相對較少,成本低;切削齒焊接強(qiáng)度高,不易脫落,鉆頭壽命長。

5、研發(fā)了一種楔形PDC復(fù)合片的鉆頭,并取得實(shí)用新型專利。楔形PDC復(fù)合片的鉆頭易于對硬質(zhì)巖層或者易泥包地層進(jìn)行切削,同時可以減少單只PDC鉆頭上復(fù)合片的數(shù)量,從而降低鉆頭的制造成本。

6、研發(fā)了一種耐磨基體的制備方法及保徑耐磨塊,并取得發(fā)明專利。保徑耐磨塊耐磨強(qiáng)度高、成本僅為傳統(tǒng)金剛石復(fù)合片保徑齒的1/5,在使用損壞后,還能夠方便的進(jìn)行更換,更加延長了鉆頭使用壽命,降低了鉆井工程的成本。

7、研發(fā)了一種PDC鋼體鉆頭保徑耐磨塊的制造工藝及配方,并取得發(fā)明專利。該工藝燒結(jié)成新型耐磨塊,鑲嵌在鋼體鉆頭保徑壁上,耐磨性比堆焊耐磨材料的保徑壁顯著提高,成本低,磨損后可更換,經(jīng)濟(jì)效益高。

(來源:四川冶金工業(yè),版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有)