本發明公開了一種井底馬達泡沫金屬調節PDC推力軸承組，包括若干個沿鉆井的轉軸的軸向分布的PDC推力軸承機構，PDC推力軸承機構包括靜墊圈、動墊圈和兩個間隔套設在轉軸上的PDC軸承，同一PDC推力軸承機構中的兩個PDC軸承的動圈相互靠近且夾設有泡沫金屬調節墊片和動外圈墊片，動墊圈設置位于兩個PDC軸承與轉軸之間，動墊圈夾設在兩個相鄰的動外圈墊片之間，靜墊圈套設在兩個PDC軸承外且與兩個PDC軸承中的靜圈緊密接觸，PDC軸承的靜圈上設置有靜外圈墊片，靜墊圈夾設在兩個相鄰的靜外圈墊片之間。本發明能夠將軸向載荷均攤到PDC推力軸承組各對PDC推力軸承上，提高了PDC推力軸承組的使用壽命。

技術領域

本發明涉及鉆井工程井底馬達技術領域，特別是涉及一種井底馬達泡沫金屬調節PDC推力軸承組。

背景技術

鉆井工程井底馬達，尤其是渦輪馬達(也稱渦輪鉆具)，是在油氣(包括常規石油天然氣、頁巖氣、天然氣水合物等)鉆井、地熱鉆井、干熱巖鉆井、科學鉆探等提速的關鍵工具。渦輪鉆具是將液能轉變為機械能的井底馬達，其輸出轉速一般高度達數百轉至一千多轉每分鐘。

為了減小起下鉆的額外工作量，一般要求井底馬達(包括渦輪鉆具)有盡可能高的使用壽命和可靠性。其輸出端承擔軸向載荷的推力軸承組是決定渦輪鉆具可靠性及壽命的關鍵部件，數十年來各國都致力于該推力軸承組的研發工作。普通的推力球軸承組在鉆井工程高轉速、高固相泥漿環境、大軸向載荷、動載的惡劣工況下往往壽命很低，制約渦輪鉆具的使用。近些年來發展了PDC平面軸承，通過設計合理PDC軸承組達到了大幅增加渦輪鉆具整機壽命的目的。

除PDC片本身的質量外，PDC軸承組有兩大核心問題：一是承擔井下幾噸至數十噸的軸向載荷，一對PDC軸承無法獨立完成，需要根據不同工況由幾對甚至十對以上的PDC軸承并聯完成，每對軸承承受1/N的軸向載荷；二是該并聯軸承組在裝配時就要做到各對軸承承受同樣的預緊載荷，但零件加工和裝配過程中均存在公差，故現有的PDC軸承組無法將動載荷均攤到各對PDC軸承上，造成承受較大載荷的PDC軸承容易發生損壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種井底馬達泡沫金屬調節PDC推力軸承組，以解決上述現有技術存在的問題，將軸向載荷均攤到PDC推力軸承組各對PDC推力軸承上，提高PDC推力軸承組的使用壽命。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種井底馬達泡沫金屬調節PDC推力軸承組，包括若干個沿鉆井的轉軸的軸向分布的PDC推力軸承機構，所述PDC推力軸承機構包括靜墊圈、動墊圈和兩個間隔套設在所述轉軸上的PDC軸承，同一所述PDC推力軸承機構中的兩個所述PDC軸承的動圈相互靠近且夾設有泡沫金屬調節墊片和動外圈墊片，所述動墊圈設置位于兩個所述PDC軸承與所述轉軸之間，所述動墊圈夾設在兩個相鄰的所述動外圈墊片之間，所述靜墊圈套設在兩個所述PDC軸承外且與兩個所述PDC軸承中的靜圈緊密接觸，所述PDC軸承的靜圈上設置有靜外圈墊片，所述靜墊圈夾設在兩個相鄰的所述靜外圈墊片之間。

優選的，一個所述PDC推力軸承機構中包括一個所述泡沫金屬調節墊片和一個所述動外圈墊片，所述泡沫金屬調節墊片一端與一個所述PDC軸承的動圈緊密貼合、另一端與所述動外圈墊片的一端緊密貼合，所述動外圈墊片的另一端與另一個所述PDC軸承的動圈緊密貼合。

優選的，所述泡沫金屬調節墊片的設置位置根據所述轉軸所受到的軸向載荷的方向確定；一個所述PDC推力軸承機構中由所述動外圈墊片至所述泡沫金屬調節墊片的方向與所述軸向載荷的方向相同。

優選的，一個所述PDC推力軸承機構中包括兩個所述泡沫金屬調節墊片和一個所述動外圈墊片，所述泡沫金屬調節墊片一端與一個所述PDC軸承的動圈緊密貼合、另一端與所述動外圈墊片的一端緊密貼合，所述動外圈墊片的另一端與另一個所述泡沫金屬調節墊片的一端緊密貼合，另一個所述泡沫金屬調節墊片的另一端與另一個所述PDC軸承的動圈緊密貼合。