轴承组件、使用该轴承组件的轴承设备以及相关的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102221042A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102221042A(43)申请公布日2011.10.19(21)申请号201110103189.3F16C19/32(2006.01)(22)申请日2011.04.18F16C19/26(2006.01)F16C33/36(2006.01)(30)优先权数据F16C33/58(2006.01)12/761,5352010.04.16USE21B10/22(2006.01)(71)申请人美国合成集团公司地址美国犹他州(72)发明人肖恩·C·斯科特杰弗里·A·约翰斯蒂莫西·N·塞克斯顿克雷格·H·库利(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人魏金霞王雪(51)Int.Cl.F16C19/22(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图9页(54)发明名称轴承组件、使用该轴承组件的轴承设备以及相关的方法(57)摘要本公开的各种实施方式涉及轴承组件以及采用这种轴承组件的轴承设备，该轴承组件构造成使得能够取下和替换超硬轴承元件。所公开的轴承组件可以在多种应用中使用，例如：地下钻进系统中的井下动力钻具、定向钻进系统、牙轮钻头以及许多其他应用。在实施方式中，轴承组件包括支撑环以及与该支撑环组装在一起的保持环。保持环包括多个通孔。该轴承组件还包括多个超硬轴承元件，其中每个超硬轴承元件部分地插过保持环的通孔中的相应一个通孔并从所述相应一个通孔突出。保持环和各个超硬轴承元件共同地构造成在远离支撑环的方向上禁止各个超硬轴承元件移位超过选定位置。CN1024ACCNN110222104202221053A权利要求书1/3页1.一种轴承组件，其包括：支撑环；与所述支撑环组装在一起的保持环，所述保持环包括多个通孔；以及多个超硬轴承元件，所述多个超硬轴承元件中的至少一些超硬轴承元件包括至少部分地浸出的聚晶金刚石轴承本体，所述多个超硬轴承元件中的每一个部分地插过所述保持环的通孔中的相应一个通孔并从所述相应一个通孔突出，所述多个超硬轴承元件中的每一个和所述保持环共同地构造成在远离所述支撑环的方向上禁止所述多个超硬轴承元件中的每一个移位超过选定位置。2.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述至少部分地浸出的聚晶金刚石轴承本体连结至基体。3.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述至少部分的聚晶金刚石轴承本体与所述保持环直接热接触。4.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述至少部分的聚晶金刚石轴承本体在其至少约50％的外表面区域上抵接所述保持环。5.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述至少部分的聚晶体金刚石轴承本体基本上完全浸出了在其制造中所使用的催化剂。6.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述支撑环包括凸缘，所述凸缘构造成便于所述保持环与所述支撑环对准。7.如权利要求1所述的轴承组件，还包括多个紧固件，所述多个紧固件构造成将所述支撑环和所述保持环紧固到一起。8.如权利要求7所述的轴承组件，其中，所述多个紧固件中的每一个完全地延伸穿过所述支撑环以及仅部分地在所述保持环中延伸。9.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述支撑环和所述保持环分别绕推力轴线延伸；且由于所述多个超硬轴承元件中的每一个与所述保持环之间的物理干涉而限制所述多个超硬轴承元件中的每一个在大体平行于所述推力轴线的方向上的位移。10.如权利要求1所述的轴承组件，其中，由于所述多个超硬轴承元件中的每一个与所述保持环之间的物理干涉而限制所述多个超硬轴承元件中的每一个在径向方向上的位移。11.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述保持环的所述多个通孔中的每一个具有不一致的侧向尺寸。12.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述多个通孔中的每一个具有大致截头圆锥形的横截面几何形状。13.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述多个超硬轴承元件中的每一个包括基部和轴承表面，并且其中，所述基部与所述轴承表面相比具有较大的侧向横截面尺寸。14.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述多个超硬轴承元件绕推力轴线在周向上分布，并且其中，所述多个超硬轴承元件中的每一个包括大体垂直于所述推力轴线取向的轴承表面。15.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述多个超硬轴承元件绕旋转轴线在周向上分布，并且其中，所述多个超硬轴承元件中的每一个包括沿径向向内或沿径向向外取向的2CCNN110222104202221053A权利要求书2/3页轴承表面。16.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述多个超硬轴承元件与所述保持环干涉配合。17.一种轴承设备，其包括：转动件；静止件；并且其中，所述转动件和所述静止件中的至少一个包括：支撑环；与所述支撑环组装在一起的保持环，所述保持环包括多个通孔；以及多个超硬轴承元件，所述