旋转导向钻具导向节轴承圆周间隙角研究*

张光伟 曹明星 程礼林 尹福来

(西安石油大学机械工程学院 陕西西安 710065)

石油资源的开采和利用是影响我国经济发展的重要因素，石油开采技术的提高对我国经济发展具有巨大的推动作用。旋转导向钻井技术是目前较先进的自动化钻井技术，旋转导向钻井工具分为指向式和推靠式，其中指向式钻井工具具有较大优越性，具有巨大的研究价值。导向钻井工具中的轴承系统是实现导向钻井工具旋转导向的重要组成部分。

近年来研究人员对钻井工具中的轴承系统作了大量研究并取得了一定成果。彭松水[1]提出了一种导向钻井工具关节轴承的组合系统，其中包括推力关节轴承和向心关节轴承，并进行了静力学分析和冲击性能分析。SHI等[2]提出了一种转轴偏转情况下球面滚子轴承最大接触应力的有限元计算方法，结合经典接触力学方法及采用ANSYS软件设计试验过程，通过试验验证了分析方法的有效性。张光伟等[3-4]研究了智能型旋转导向钻井工具可控弯接头的结构和工作原理，分析了导向轴、导向节和钢球的相互作用和应力分布情况，研究表明危险区域的应力满足赫兹理论,并提出了一种旋转导向钻井工具的导向节轴承。文献[5-6]利用赫兹接触理论对球笼式等速万向节椭圆型沟道的接触应力进行了研究。文献[7-9]对万向节轴承中滚针偏斜进行了研究，并基于赫兹接触理论对锥齿轮的切向接触力进行了计算。陈科等人[10]研究了虎克万向节轴承的瞬时转角方程，并建立轴承瞬时转速分析的数值方法。……