润滑与密封

作者：钟林，冷晓栋，王国荣，王娟，魏刚，伍小龙

单位：西南石油大学机电工程学院;西南石油大学能源装备研究院,,西南石油大学机电工程学院;西南石油大学能源装备研究院,,西南石油大学机电工程学院;西南石油大学能源装备研究院,,中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司,,西南石油大学机电工程学院;西南石油大学能源装备研究院,,西南石油大学机电工程学院;西南石油大学能源装备研究院,

关键词：井底压力;牙轮钻头浮动套轴承;内外间隙比;油膜压力;摩擦因数

基金：成都市国际合作项目（2019-GH02-00055-HZ）；四川省科技厅自然科学基金创新研究群体项目（2023NSFSC1980）；国家自然科学基金面上项目（51775463）

为了探究井底压力下215.9 mm牙轮钻头浮动套轴承的平衡转速比、摩擦学性能、油膜压力分布随内外间隙比的变化规律,修正了考虑浮动套轴承实际井下环境压力和牙轮钻头密封压差的Reynolds边界条件，利用MATLAB中的PDE Toolbox对浮动套轴承Reynolds方程进行数值求解，分析内外间隙比对浮动套轴承平衡转速比、油膜压力及摩擦因数的影响规律，结果表明：当环境压力为60 MPa、密封压差为20 MPa时，随内外间隙比增加，浮动套平衡转速比呈现先增大后减小的趋势；以轴承的摩擦因数和油膜压力作为综合评价指标，钻头浮动套轴承内外间隙比为2.0时，轴承的摩擦因数较小，油膜压力较高，其轴承综合性能较优；而当浮动套轴承内外间隙比为2.0时，随着环境压力的升高，浮动套轴承的摩擦扭矩和摩擦因数增加，从而加剧轴承的磨损。该研究为牙轮钻头浮动套轴承的结构参数优化及性能提升提供了基础理论支撑。

来源：2024年第7期

《润滑与密封》期刊编辑部

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