[发明专利]一种表面涂层织构化的钻头滑动轴承

说明书

本发明公开了一种表面涂层织构化的钻头滑动轴承，包括轴颈、轴承、耐磨涂层、表面织构，所述轴承内表面涂有耐磨涂层，在耐磨涂层表面设有表面织构，所述表面织构为圆形，并沿耐磨涂层表面均匀分布。本发明的有益效果为：提高滑动轴承耐磨性能以及摩擦副润滑减摩性能，极大地改善钻头滑动轴承的工作性能，提高使用寿命。

技术领域

本发明属于石油钻采设备领域，尤其涉及一种表面涂层织构化的钻头滑动轴承。

背景技术

钻头是油气开发领域中主要的破岩工具，钻头的使用寿命直接影响油气开发的效率和油气开发的经济成本。钻头滑动轴承作为钻头的主要零部件之一，滑动轴承的工作性能是影响钻头工作性能和使用寿命的主要因素。滑动轴承主要的失效形式有轴承断裂、磨粒磨损、粘着磨损等，其中磨粒磨损失效和粘着磨损失效占据了主要部分。目前用于改善钻头滑动轴承使用寿命的方法有优化滑动轴承结构，选择合适的轴承材料，滑动轴承摩擦副表面增加耐磨涂层等。但这些方法受限于自身条件的限制，不能进一步提高滑动轴承的摩擦学性能。

因此，为了有效提高钻头滑动轴承摩擦副表面的润滑性能，减少摩擦磨损，现提出在钻头滑动轴承摩擦副表面将金属表面耐磨涂层和仿生表面织构结合的方法，该方法可以大幅度的改善滑动轴承工作性能，提高使用寿命。

发明内容

针对上述技术方案的不足，本发明的目的在于提供一种表面涂层织构化的钻头滑动轴承，将耐磨涂层增加滑动轴承耐磨性能与表面织构提高摩擦副润滑减磨性能的优点相结合，极大地改善钻头滑动轴承的工作性能，提高使用寿命。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种表面涂层织构化的钻头滑动轴承，包括轴颈、轴承、耐磨涂层、表面织构，所述轴承与轴颈之间设有润滑介质，所述轴承内表面涂有耐磨涂层，在耐磨涂层表面设有表面织构。

进一步的技术方案，所述表面织构为圆形，所述表面织构沿耐磨涂层表面均匀分布，表面织构的动压润滑性能及摩擦磨损性能最优。

进一步的技术方案，所述表面织构沿耐磨涂层表面均匀分布，圆形表面织构直径为150μm～350μm，所述圆形表面织构的面积比为4%～12%，且所述圆形表面织构凹坑的深度为40μm-80μm。

进一步的技术方案，所述耐磨涂层采用碳化钛材料，利用等离子喷涂技术喷涂在轴承内表面，且喷涂厚度为0.25-0.35mm。

进一步的技术方案，耐磨涂层明显减少滑动轴承运行过程中产生的磨屑磨粒，减少轴承磨粒磨损；表面织构可捕捉工作过程已产生的磨屑磨粒，避免产生二次摩擦。

进一步的技术方案，表面织构可以储存润滑介质，提高动压润滑性能，改善润滑状态，提高滑动轴承使用寿命。

本发明的有益效果为：

（1）轴承内表面喷耐磨涂层，明显减少了滑动轴承运行过程中产生的磨屑和磨粒，减少轴承磨粒磨损，从而起到抗磨减摩的作用。

（2）在耐磨涂层表面设有表面织构，可以储存润滑介质和捕获磨屑磨粒，从而改善润滑状态，避免二次摩擦的产生，提高轴承的使用寿命。

附图说明

图1为钻头滑动轴承的截面结构示意图；

图2为钻头滑动轴承工况下的局部放大示意图；

图3为涂层织构化表面展开示意图；

图中：1-轴颈，2-耐磨涂层，3-表面织构，4-轴承，5-润滑介质，6-磨屑磨粒。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。