【摘 要】
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随着钻井装备的发展,旋转导向钻井系统在大位移井、大斜度井等复杂井的钻探中应用愈发广泛,偏置机构工作的稳定性决定了导向的精确性和效率,低速重载、地层固相颗粒研磨性强、润滑不足等因素严重影响了偏置机构的滑动轴承组件使用寿命。为了探究PCD滑动轴承的应用表现,本文以旋转导向偏置机构某型号PCD滑动止推轴承为例,对其摩擦磨损特性和结构优化设计进行了研究。结合偏置机构PCD滑动止推轴承的工况分析了PCD作为
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随着钻井装备的发展,旋转导向钻井系统在大位移井、大斜度井等复杂井的钻探中应用愈发广泛,偏置机构工作的稳定性决定了导向的精确性和效率,低速重载、地层固相颗粒研磨性强、润滑不足等因素严重影响了偏置机构的滑动轴承组件使用寿命。为了探究PCD滑动轴承的应用表现,本文以旋转导向偏置机构某型号PCD滑动止推轴承为例,对其摩擦磨损特性和结构优化设计进行了研究。结合偏置机构PCD滑动止推轴承的工况分析了PCD作为摩擦副材料主要的磨损形式、磨损机理和影响因素,以此为基础设计室内PCD滑动止推轴承摩擦磨损实验架,通过实验研究润滑条件、载荷、转速等因素对PCD滑动止推轴承的摩擦学特性的影响规律,证明了PCD材料耐磨粒磨损能力强,在钻井液环境下摩擦系数稳定在0.04,体积磨损率小于300mm~3/h,满足旋转导向偏置机构轴承的工作稳定性要求;但是存在交变应力、应力集中导致PCD块破裂的现象。为了缓解PCD的边缘碎裂,利用有限元数值模拟软件分析PCD滑动止推轴承的结构参数对PCD应力分布和变化的影响,提出了结构参数优化设计的基本约束条件,优选了某型号PCD滑动止推轴承的最优结构参数组合为12mm直径（31,32）组合方式。
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