一种带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承的制作方法

本实用新型涉及一种滑动轴承，尤其是一种适用于涡轮或螺杆钻具的带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，属于钻井设备技术领域。

背景技术：

涡轮钻具和螺杆钻具是两种常见的石油天然气与地质钻探用井下动力钻具，其作用是将钻井液的液体压力能量转变为机械能量，驱动钻头转动以破碎井底岩石。径向扶正轴承是涡轮钻具和螺杆钻具中的重要部件，也是易损部件，涡轮钻具和螺杆钻具维修工作的主要内容之一是更换径向扶正轴承。目前，井下动力钻具的径向扶正滑动轴承(又称TC轴承)，其静环和动环工作面耐磨材料为硬质合金，尽管硬质合金的硬度很高(HRA89～92),但因钻井液中含大量的固相颗粒(如铁矿粉、石英砂等)，这些微颗粒通过TC轴承时会对TC轴承静环和动环摩擦工作面造成严重的磨粒磨损，致使TC轴承的工作寿命只有150～200h(钻井液固相含量越高，轴承寿命越短)，不能满足实际工作需要(人们希望TC轴承的寿命能与动力钻具定转子、壳体及主轴的寿命同步，能达到300～600h以上，从而延长钻具的维修周期，提高钻井工作效率)。

技术实现要素：

本实用新型提供一种带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，旨在延长涡轮钻具或螺杆钻具中径向扶正轴承的工作寿命、提高工作效率、降低钻井成本。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，包括静环和动环，所述静环套装于所述动环的外部，在所述静环的内表面上设置静环硬质合金耐磨层和静环聚晶金刚石耐磨层，在所述动环的外表面设置动环硬质合金耐磨层和动环聚晶金刚石耐磨层，所述静环硬质合金耐磨层与动环硬质合金耐磨层配合形成一对摩擦副，静环聚晶金刚石耐磨层与动环聚晶金刚石耐磨层配合形成另一对摩擦副。

上述带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，所述静环的内表面与静环硬质合金耐磨层、静环聚晶金刚石耐磨层通过静环粘结剂层相连接；所述动环的外表面与动环硬质合金耐磨层、动环聚晶金刚石耐磨层通过动环粘结剂层相连接。

上述带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，所述静环粘结剂层、动环粘结剂层均为铸造碳化钨与铜锰镍合金加热融化形成的粘结剂层。

上述带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，所述静环硬质合金耐磨层、动环硬质合金耐磨层均为镶嵌在粘结剂层上的硬质合金块，所述硬质合金块呈网格状矩阵排列，其表面积的总和为所述静环内表面面积的10％～50％；所述静环聚晶金刚石耐磨层、动环聚晶金刚石耐磨层均为镶嵌在粘结剂层上的聚晶金刚石块，所述聚晶金刚石块呈网格状矩阵排列，其表面积的总和为所述静环的内表面面积的10％～80％。

上述带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，为匹配螺杆钻具的径向扶正滑动轴承，其静环硬质合金耐磨层、动环硬质合金耐磨层均为镶嵌在粘结剂层上的矩形硬质合金块，所述静环聚晶金刚石耐磨层、动环聚晶金刚石耐磨层均为镶嵌在粘结剂层上的矩形聚晶金刚石块。

上述带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，为匹配螺杆钻具的径向扶正滑动轴承，其静环硬质合金耐磨层、动环硬质合金耐磨层均为镶嵌在结剂层上的矩形硬质合金块，所述静环聚晶金刚石耐磨层、动环聚晶金刚石耐磨层均为镶嵌在结剂层上的三角形聚晶金刚石块。

上述带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，为匹配涡轮钻具的径向扶正滑动轴承，其静环硬质合金耐磨层、动环硬质合金耐磨层均为镶嵌在结剂层上的三角形硬质合金块，所述静环聚晶金刚石耐磨层、动环聚晶金刚石耐磨层均为镶嵌在结剂层上的三角形聚晶金刚石块。

上述带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，为匹配涡轮钻具的径向扶正滑动轴承，其静环硬质合金耐磨层、动环硬质合金耐磨层均为镶嵌在结剂层上的三角形硬质合金块，所述静环聚晶金刚石耐磨层、动环聚晶金刚石耐磨层均为镶嵌在结剂层上的矩形聚晶金刚石块。

本实用新型在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本实用新型通过在静环内表面上设置静环硬质合金耐磨层和静环聚晶金刚石耐磨层，在动环外表面上设置动环硬质合金耐磨层和动环聚晶金刚石耐磨层，静环内表面上的静环硬质合金耐磨层与动环外表面上的动环硬质合金耐磨层工作时相互接触，形成一对摩擦副；静环内表面上的静环聚晶金刚石耐磨层与动环外表面上的动环聚晶金刚石耐磨层工作时相互接触，形成另一对摩擦副。由于本实用新型在一套径向扶正滑动轴承中设置了两对摩擦副，使得径向扶正滑动轴承具有极强的耐磨性，从而超长了其使用寿命。

附图说明

图1是匹配螺杆钻具的径向扶正滑动轴承的剖面结构示意图；

图2是匹配螺杆钻具的径向扶正滑动轴承的静环剖面结构示意图；

图3是匹配螺杆钻具的径向扶正滑动轴承的动环剖面结构示意图；

图4是匹配螺杆钻具的径向扶正滑动轴承的耐磨层结构第一实施例示意图；

图5是匹配螺杆钻具的径向扶正滑动轴承的耐磨层结构第二实施例示意图；

图6是匹配涡轮钻具的径向扶正滑动轴承的剖面结构示意图；

图7是匹配涡轮钻具的径向扶正滑动轴承的静环剖面结构示意图；

图8是匹配涡轮钻具的径向扶正滑动轴承的动环剖面结构示意图；

图9是匹配涡轮钻具的径向扶正滑动轴承的耐磨层结构第三实施例示意图；

图10是匹配涡轮钻具的径向扶正滑动轴承的耐磨层结构第四实施例示意图。

图中各标号表示为：1、静环，1-1、静环硬质合金耐磨层，1-2、静环聚晶金刚石耐磨层，1-3、静环粘结剂层，2、动环，2-1、动环硬质合金耐磨层，2-2、动环聚晶金刚石耐磨层，2-3、动环粘结剂层；

Y、硬质合金块，Y1、矩形硬质合金块，Y2、三角形硬质合金块；

J、聚晶金刚石块，J1、矩形聚晶金刚石块，J2、三角形聚晶金刚石块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明：

参看图1、图2、图3、图6、图7、图8，一种带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，包括静环1和动环2，所述静环1套装于所述动环2的外部；在所述静环1的内表面上设置静环硬质合金耐磨层1-1和静环聚晶金刚石耐磨层1-2，静环1的内表面通过由铸造碳化钨与铜锰镍合金加热融化形成的静环粘结剂层1-3与静环硬质合金耐磨层1-1、静环聚晶金刚石耐磨层1-2相连接；在所述动环2的外表面设置动环硬质合金耐磨层2-1和动环聚晶金刚石耐磨层2-2，动环2的外表面通过由铸造碳化钨与铜锰镍合金加热融化形成的动环粘结剂层2-3与动环硬质合金耐磨层2-1、动环聚晶金刚石耐磨层2-2相连接；所述静环硬质合金耐磨层1-1与动环硬质合金耐磨层2-1配合形成一对摩擦副，静环聚晶金刚石耐磨层1-2与动环聚晶金刚石耐磨层2-2配合形成另一对摩擦副。

参看图1、图2、图3、图6、图7、图8，本实用新型所述的带有硬质合金及聚晶金刚石耐磨层的滑动轴承，所述静环硬质合金耐磨层1-1、动环硬质合金耐磨层1-2均为镶嵌在粘结剂层上的硬质合金块Y，所述硬质合金块Y呈网格状矩阵排列，其表面积的总和为所述静环内表面面积的10％～50％；所述静环聚晶金刚石耐磨层2-1、动环聚晶金刚石耐磨层2-2均为镶嵌在粘结剂层上的聚晶金刚石块J，所述聚晶金刚石块J呈网格状矩阵排列，其表面积的总和为所述静环的内表面面积的10％～80％。

参看图1、图2、图3、图4，本实用新型的第一实施例为匹配螺杆钻具的径向扶正滑动轴承，其静环硬质合金耐磨层1-1、动环硬质合金耐磨层2-1均为镶嵌在粘结剂层上的矩形硬质合金块Y1，所述静环聚晶金刚石耐磨层1-2、动环聚晶金刚石耐磨层2-2均为镶嵌在年粘结剂层上的矩形聚晶金刚石块J1。

参看图1、图2、图3、图5，本实用新型的第二实施例为匹配螺杆钻具的径向扶正滑动轴承，其静环硬质合金耐磨层1-1、动环硬质合金耐磨层2-1均为镶嵌在结剂层上的矩形硬质合金块Y1，所述静环聚晶金刚石耐磨层1-2、动环聚晶金刚石耐磨层2-2均为镶嵌在粘结剂层上的三角形聚晶金刚石块J2。

参看图6、图7、图8、图9，本实用新型的第三实施例为匹配涡轮钻具的径向扶正滑动轴承，其静环硬质合金耐磨层1-1、动环硬质合金耐磨层2-1均为镶嵌在粘结剂层上的三角形硬质合金块Y2，所述静环聚晶金刚石耐磨层2-1、动环聚晶金刚石耐磨层2-2均为镶嵌在粘结剂层上的三角形聚晶金刚石块J2。

参看图6、图7、图8、图10，本实用新型的第三实施例为匹配涡轮钻具的径向扶正滑动轴承，其静环硬质合金耐磨层1-1、动环硬质合金耐磨层2-1均为镶嵌在粘结剂层上的三角形硬质合金块Y2，所述静环聚晶金刚石耐磨层1-2、动环聚晶金刚石耐磨层2-2均为镶嵌在年结剂层上的矩形聚晶金刚石块J1。