一种钻井系统滑动轴承总成的制作方法

本发明涉及钻探用井下工具的金属加工制造，特别涉及一种钻井系统滑动轴承总成。

背景技术：

1、20世纪90年代，旋转导向钻井技术的出现，改变了定向井技术在控制井眼轨迹上传统的作业方式，旋转导向钻井在作业效率和安全方面取得了突破性进展，尤其是在大位移钻井技术中发挥了显著优势。旋转导向钻井系统或垂直钻井系统结构复杂，工况恶劣，载荷复杂，旋转导向钻井系统或垂直钻井系统核心关键零部件的结构设计还有待优化，其性能和寿命还有待进一步提高。

2、我国现有技术“旋转导向短节用的双轴向作用滑动轴承总成”采取的技术方案是：受力较小的上径向扶正滑动摩擦副配对摩擦部和下轴向止推滑动摩擦副配对摩擦部的材质选择聚晶金刚石（pcd）摩擦部（其磨耗比一般为3万-5万），受力较大的下径向扶正滑动摩擦副配对摩擦部和上轴向止推滑动摩擦副配对摩擦部的材质选择聚晶金刚石与硬质合金复合（pdc）摩擦部（其磨耗比一般为40万-60万）。由于聚晶金刚石摩擦部的耐磨性远低于聚晶金刚石与硬质合金复合摩擦部的耐磨性，国内旋转导向钻井系统或垂直钻井系统滑动轴承总成4对滑动摩擦副摩擦部的最理想材质是聚晶金刚石与硬质合金复合摩擦部。

3、但在实际制造和使用过程中发现，即使旋转导向钻井系统或垂直钻井系统滑动轴承总成4对滑动摩擦副摩擦部的材质均为聚晶金刚石与硬质合金复合摩擦部，4对滑动摩擦副的磨损情况仍然存在较大差别，如：上径向扶正滑动摩擦副的磨损量远小于上轴向止推滑动摩擦副的磨损量，下轴向止推滑动摩擦副的磨损量远小于下径向扶正滑动摩擦副的磨损量，严重影响了旋转导向钻井系统或垂直钻井系统的可靠性、工作寿命和成本。

4、因此，有必要提供一种新的钻井系统滑动轴承总成，受力较大的上轴向止推滑动摩擦副的接触应力与受力较小的下轴向止推滑动摩擦副的接触应力差值减小；受力较大的下径向扶正滑动摩擦副的接触应力与受力较小的上径向扶正滑动摩擦副的接触应力差值减小；4对滑动摩擦副的磨损速度或工作寿命基本相等，以更好地满足钻井系统高可靠性、长工作寿命和低成本需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的至少一个缺陷，本发明提供一种钻井系统滑动轴承总成，上轴向止推滑动摩擦副和下径向扶正滑动摩擦副接触应力有一定幅度降低，下轴向止推滑动摩擦副和上径向扶正滑动摩擦副接触应力有一定幅度增加，4对滑动摩擦副的接触应力波动变化幅度收窄，或/和接触应力基本相等。

2、本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

3、一种钻井系统滑动轴承总成，包括：上径向扶正滑动摩擦副，上轴向止推滑动摩擦副；下径向扶正滑动摩擦副，下轴向止推滑动摩擦副；

4、上径向扶正滑动摩擦副包括上径向扶正滑动轴承转子，上径向扶正滑动轴承定子；上轴向止推滑动摩擦副包括上轴向止推滑动轴承转子，上轴向止推滑动轴承定子；下径向扶正滑动摩擦副包括下径向扶正滑动轴承转子，下径向扶正滑动轴承定子；下轴向止推滑动摩擦副包括下轴向止推滑动轴承转子，下轴向止推滑动轴承定子；

5、上径向扶正滑动轴承转子包括上径向扶正滑动轴承转子基体，第一径向扶正滑动摩擦部；上轴向止推滑动轴承转子包括上轴向止推滑动轴承转子基体，第一轴向止推滑动摩擦部；

6、上径向扶正滑动轴承定子包括上径向扶正滑动轴承定子基体，第二径向扶正滑动摩擦部；上轴向止推滑动轴承定子包括上轴向止推滑动轴承定子基体，第二轴向止推滑动摩擦部；

7、第一径向扶正滑动摩擦部的材质与第二径向扶正滑动摩擦部的材质相同，但第一径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和与第二径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和不相等；第一轴向止推滑动摩擦部的材质与第二轴向止推滑动摩擦部的材质相同，但第一轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和与第二轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和不相等；

8、下径向扶正滑动轴承转子包括下径向扶正滑动轴承转子基体，第三径向扶正滑动摩擦部；下轴向止推滑动轴承转子包括下轴向止推滑动轴承转子基体，第三轴向止推滑动摩擦部；

9、下径向扶正滑动轴承定子包括下径向扶正滑动轴承定子基体，第四径向扶正滑动摩擦部；下轴向止推滑动轴承定子包括下轴向止推滑动轴承定子基体，第四轴向止推滑动摩擦部；

10、第三径向扶正滑动摩擦部的材质与第四径向扶正滑动摩擦部的材质相同，但第三径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和与第四径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和不相等；第三轴向止推滑动摩擦部的材质与第四轴向止推滑动摩擦部的材质相同，但第三轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和与第四轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和不相等。

11、在一个优选的实施方式中，第二径向扶正滑动摩擦部的材质与第四径向扶正滑动摩擦部的材质相同，但第二径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和与第四径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和不相等。

12、在一个优选的实施方式中，第二轴向止推滑动摩擦部的材质与第四轴向止推滑动摩擦部的材质相同，但第二轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和与第四轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和不相等。

13、在一个优选的实施方式中，第一径向扶正滑动摩擦部的材质、第二径向扶正滑动摩擦部的材质、第三径向扶正滑动摩擦部的材质及第四径向扶正滑动摩擦部的材质相同，但第四径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和大于第三径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和，第三径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和等于第一径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和，第一径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和大于第二径向扶正滑动摩擦部摩擦面面积的总和；第一轴向止推滑动摩擦部的材质、第二轴向止推滑动摩擦部的材质、第三轴向止推滑动摩擦部的材质及第四轴向止推滑动摩擦部的材质相同，但第二轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和大于第一轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和，第一轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和等于第三轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和，第三轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和大于第四轴向止推滑动摩擦部摩擦面面积的总和。

14、在一个优选的实施方式中，第一径向扶正滑动摩擦部的材质、第二径向扶正滑动摩擦部的材质、第三径向扶正滑动摩擦部的材质、第四径向扶正滑动摩擦部的材质、第一轴向止推滑动摩擦部的材质、第二轴向止推滑动摩擦部的材质、第三轴向止推滑动摩擦部的材质及第四轴向止推滑动摩擦部的材质相同，均为聚晶金刚石与硬质合金复合（pdc）摩擦部，或聚晶金刚石（pcd）摩擦部。

15、在一个优选的实施方式中，第一径向扶正滑动摩擦部，分1圈-3圈周向均匀无交错或周向均匀交错设置于上径向扶正滑动轴承转子基体外圆柱面；第二径向扶正滑动摩擦部，分1圈-3圈周向均匀无交错或周向均匀交错设置于上径向扶正滑动轴承定子基体内圆柱面；第三径向扶正滑动摩擦部，分2圈-3圈周向均匀无交错或周向均匀交错设置于下径向扶正滑动轴承转子基体外圆柱面；第四径向扶正滑动摩擦部，分2圈-3圈周向均匀无交错或周向均匀交错设置于下径向扶正滑动轴承定子基体内圆柱面；第一径向扶正滑动摩擦部第一轴向间距与第二径向扶正滑动摩擦部第二轴向间距相等；第三径向扶正滑动摩擦部第三轴向间距与第四径向扶正滑动摩擦部第四轴向间距相等；第一轴向间距为10.0mm-100.0mm，第二轴向间距为10.0mm-100.0mm，第三轴向间距为10.0mm-100.0mm，第四轴向间距为10.0mm-100.0mm。

16、在一个优选的实施方式中，第一径向扶正滑动摩擦部的材质、第二径向扶正滑动摩擦部的材质、第三径向扶正滑动摩擦部的材质与第四径向扶正滑动摩擦部的材质相同，均为硬质合金（tc）摩擦部；第一轴向止推滑动摩擦部的材质、第二轴向止推滑动摩擦部的材质、第三轴向止推滑动摩擦部的材质及第四轴向止推滑动摩擦部的材质相同，均为聚晶金刚石与硬质合金复合（pdc）摩擦部，或聚晶金刚石（pcd）摩擦部。

17、在一个优选的实施方式中，第一径向扶正滑动摩擦部设置于上径向扶正滑动轴承转子基体外圆柱面，第二径向扶正滑动摩擦部设置于上径向扶正滑动轴承定子基体内圆柱面，第三径向扶正滑动摩擦部设置于下径向扶正滑动轴承转子基体外圆柱面，第四径向扶正滑动摩擦部设置于下径向扶正滑动轴承定子基体内圆柱面；第一径向扶正滑动摩擦部第一轴向长度与第二径向扶正滑动摩擦部第二轴向长度相等，第三径向扶正滑动摩擦部第三轴向长度与第四径向扶正滑动摩擦部第四轴向长度相等；第一轴向长度为30.0mm-120.0mm，第二轴向长度为30.0mm-120.0mm，第三轴向长度为30.0mm-120.0mm，第四轴向长度为30.0mm-120.0mm。

18、在一个优选的实施方式中，硬质合金（tc）摩擦部的横截面形状为圆形，或/和椭圆形，或/和双圆头键形，或/和扇形，或/和多边形；聚晶金刚石（pcd）摩擦部的横截面形状为圆形，或/和椭圆形，或/和双圆头键形，或/和扇形，或/和多边形；聚晶金刚石与硬质合金复合（pdc）摩擦部的横截面形状为圆形，或/和椭圆形，或/和双圆头键形，或/和扇形，或/和多边形。

19、本技术所提供的钻井系统滑动轴承总成：上径向扶正滑动摩擦副将不旋转外筒上端受到的来自支撑翼肋的径向推靠力传递给旋转芯轴输入端，上轴向止推滑动摩擦副限制不旋转外筒相对旋转芯轴向上运动，下径向扶正滑动摩擦副将不旋转外筒下端受到的来自支撑翼肋的径向推靠力传递给旋转芯轴输出端，下轴向止推滑动摩擦副限制旋转导向短节外筒相对旋转导向短节旋转芯轴向下运动；针对受力较大的下径向扶正滑动摩擦副和上轴向止推滑动摩擦副，增加多个摩擦部摩擦面面积的总和，使滑动摩擦副接触应力降低；同时，针对受力较小的下轴向止推滑动摩擦副和上径向扶正滑动摩擦副，减少多个摩擦部摩擦面面积的总和，使滑动摩擦副接触应力增加。