润滑与密封

作者：钟林，李宇，危鹏，郭项伟

单位：西南石油大学机电工程学院, 能源装备研究院,,西南石油大学机电工程学院, 能源装备研究院,,西南石油大学机电工程学院, 能源装备研究院,,西南石油大学机电工程学院, 能源装备研究院,

关键词：织构形状; 牙轮钻头; 滑动轴承; 纳秒激光; 摩擦磨损

基金：国家自然科学基金项目 (51775463; 51505397)

牙轮钻头滑动轴承作为钻头破岩过程中传递载荷的关键部件, 在低速重载的钻井过程中易发生黏着磨损失 效。 为改善牙轮钻头滑动轴承的耐磨性能, 利用纳秒激光雕刻技术, 在牙轮钻头滑动轴承轴颈表面加工了面积比为 10%、 深度为 20 μm 的圆形、 矩形、 三角形及复合织构; 基于赫兹相似理论, 设计近似模拟钻头轴承工况的环-块配 对副单元实验方案, 并在 UMT 摩擦试验机上开展织构形状对钻头滑动轴承摩擦副摩擦因数、 磨损量、 温升变化和微观 形貌影响规律的实验研究。 结果表明: 仿生织构的形状及布置方式对减摩和耐磨效果影响极大, 其中圆形、 矩形织构 的减摩和耐磨性能最优, 其次为三角形织构, 而复合织构反而增大了摩擦因数及磨损量; 单一织构对试件磨损量及温 升的影响不大, 而复合织构在增加摩擦的同时温度有明显升高, 不利于井下高温环境下延长牙轮钻头寿命。

来源：2020年第3期

《润滑与密封》期刊编辑部

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