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新型螺杆钻具径向轴承--高熵合金TC轴承
发布时间:2023-05-02 浏览 287次

油田螺杆钻具用径向轴承新型TC轴承

HEA-fusing还原气重熔精炼高熵合金耐磨层技术替代传统钎焊碳化钨硬质合金块耐磨技术

-----避免硬质合金掉块风险并降低供应链成本)

螺杆钻具是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换钻井装置,用于钻探石油及天然气的直井、定向井、水平井中的定向造斜,扭方位等井下钻井作业,当高压泥浆液体进入钻具时,迫使转子在定子中旋转,产生的扭矩传递到传动轴和钻头上,达到钻井的目的。

在螺杆钻具中,传动轴的作用是将螺杆的旋转动力传递给钻头,同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷,TC轴承是传动轴核心受力磨损部件属于易耗品,国内目前主要采用钎焊硬质合金块进行防磨,通常寿命只有200-300小时。硬质合金块通常采用铜镍基钎料对合金块进行拼缝钎焊,这种工艺存在掉块风险,而且成本较高。针对以上问题,在保证使用寿命不降低的前提下,我公司采用独特的HEA-fusing还原气重熔精炼高熵合金涂层耐磨技术替代传统钎焊碳化钨硬质合金块技术制造耐磨TC轴承,涂层无“软带和硬带的交替”,属于连续的冶金硬面涂层,且韧性极佳,从原理上避免硬质合金掉块风险,尤其是在靠近钻头承受大冲击震动工况中,我们的TC轴承稳定可靠无故障,新型TC轴承有明显的成本优势。

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新型低成本TC轴承特点(HEA-fusing):

   改变了传统耐磨层结构,使用无故障,寿命长、成本低,大幅提高性价比

●我们的TC径向轴承能够满足油气勘探固有的严格要求和恶劣的钻井环境。可承受所有的井下化学腐蚀介质,如H2SO3, H2SO4, HCl, CL2,盐水、石油和天然气的腐蚀。

 

●耐磨层与基体为冶金结合,结合强度≥400MPa,且硬面均匀连续,无任何脱落风险。

耐磨层在750℃极端的高温高压下,也能保持耐用不掉块。

 

●从技术原理上消除了掉块风险隐患提高了可靠性(符合SY/T5383-2010中5.4规定)

 

●我们的TC轴承在操作人员快速启转或停转时,即使承受快速剧烈的扭矩变载,TC轴承也不会受损,所以能缩短钻井时间,提高工作效率。

 

●使用寿命200-400小时,与传统钎焊硬质合金径向轴承比,具有成本优势,节约采购成本。

 

●我们的耐磨涂层可精炼重熔于大多数合金钢、碳钢、沉淀硬化钢和不锈钢。轴承可以在经过覆层工艺后,对基体进行淬火热处理保证机械性能(符合ST/5383-2010中5.2规定


前市场TC轴承性能对比(使用200-300小时前提下)

耐磨层材料

耐磨层制备工艺

厚度

耐磨层掉块风险

硬度均匀性

耐磨层裂纹

相对价格

电炉钎焊YG硬质合金块

炉内钎焊

1.8mm

不均匀

1

等离子火焰钎焊YG硬质合金块

等离子火焰钎焊

1.8mm

不均匀

1.5~2.0

激光熔覆碳化钨合金粉末

粉末激光堆焊

1.0mm

均匀

1.5~2.0

等离子熔覆碳化钨合金粉末

粉末等离子堆焊

2.0mm

均匀

1.5~2.0

NiCoCrWMo高熵合金

高熵粉末预涂后还原气炉重熔精炼涂层

1.2mm

均匀

0.8

新型高熵合金轴承表面光滑,受力均匀,不会像传统硬质合金块钎焊类型的轴承有掉块风险
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