关键词:
滑动轴承
表面稳定性
破岩载荷
弹塑性变形
真实表面形貌
摘要:
牙轮钻头滑动轴承在不同地层中进行破岩作业时,承受重载、低速、频繁启停、高温等复杂井下工况,其接触表面可能会失稳,导致轴承失效,甚至发生钻井事故。通过建立乏油工况下微观真实表面循环加卸载接触模型,利用接触面Von Mises应力分布、弹塑性变形区域占比、实际接触面积及残余变形量等参数对接触表面稳定性进行表征,研究不同地层中破岩载荷对牙轮钻头轴承接触表面稳定性的影响,确保轴承在服役期内稳定运行。研究表明:在4种不同硬度岩石地层破岩载荷的分别作用下,超硬质岩石地层破岩载荷对轴承接触表面稳定性表征参数影响最大,接触面长时间应力集中导致弹塑性变形区域占比更高,表面理论接触面积与实际接触面积的差值最大,实际接触面积的累积量最大;卸载后最大残余变形达到了1.378μm,是软质岩石地层残余变形的133%。研究成果为在不同岩石地层工作时牙轮钻头滑动轴承表面稳定性评价提供了理论依据,并为探究轴承表面真实形貌演化规律提供了重要参考。