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                適用于石油天然氣行業的軸承

                可靠性對于石油天然氣行業的運營來說至關重要, 不論是陸地還是海洋鉆采,因機械部件失效造成的非計劃停機都會產生高昂的費用。

                美國法規要求每五年對石油天然氣行業的設備進行一次維護。 該行業的運營商希望設備可以持續運行五年時間, 然而由于嚴苛的工況和極端的環境,通常不到5年就需要對設備進行一次大修。

                SKF優化了多項產品,使其更加適用于石油天然氣行業。 頂驅圓錐滾子推力軸承便是其中之一,改進后的軸承有助于延長設備維修間隔、節約運營成本。

                頂驅作為鉆機的關鍵設備,需為鉆機工作提供極大的驅動力。 因此,頂驅的主推力軸承必須能夠承受極端工作條件, 包括高沖擊載荷、軸向載荷以及可能的軸和軸承座撓曲。 還需承受極端溫度下的重載和低轉速,這些都是惡化潤滑狀況,進而加速磨損的不利工況。

                SKF新設計的圓錐滾子推力軸承可輕松應對上述挑戰,提高頂驅的工作性能和可靠性。 更為重要的是,與以前相比,鉆井深度的增加對設備提出了更高的要求。 設備失效的主要原因是齒輪箱的沖擊載荷過大,而新軸承就是針對沖擊載荷而設計的。

                外形尺寸

                軸承的外形尺寸與之前沒有差異。 事實上,SKF推力軸承與市場類似產品在外形尺寸上相同。 差異主要體現在細節上: SKF采用先進的模擬技術改進了軸承的內部幾何形狀,大程度提高了額定載荷。

                軸承采用了新型保持架設計: 使用銷接保持架代替了標準黃銅保持架,使軸承可容納更多的滾子,因此能夠承受更高載荷。 但是客戶也可以繼續使用黃銅保持架,因為銷接保持架主要應用于極端應用工況。

                SKF還做了其他關鍵的設計改進,包括優化滾子對數輪廓,使得滾子載荷分布更加均勻。 同時,所有滾子的尺寸幾乎完全相同,降低了單個滾子的峰值應力以及噪聲和振動。

                雖然設計上的優化是提高軸承性能的關鍵因素,但制造工藝的改善也十分重要。 SKF通過更換涂層提高了表面光潔度,有助于軸承應對極端運行工況下的邊界潤滑影響。 由于鉆井通常在-40℃條件下進行,在這種條件下潤滑劑會變稠, 再加上高載荷,潤滑性能會受到影響,導致軸承損壞。 表面光潔度的改善能大程度地提高潤滑劑的效果,減少軸承接觸面的過度摩擦和損害。

                值得一提的是,僅用標準質量的SKF軸承鋼就完成了軸承性能的提升。 而市場類似產品如果要使性能得到同等程度的改善,就必須使用更好的軸承鋼。

                SKF花費了大量時間設計新軸承。 通常SKF會首先分析現場使用的軸承,以掌握并克服發現的軸承磨損情況。 然后,利用仿真軟件對改善后的設計建模。 通過仿真工具和現場測試對優化改善后的設計進行驗證。

                除了新圓錐滾子推力軸承,SKF將在2016年國際海洋石油技術展覽會(OTC)上展出另外兩項重要軸承創新技術: 凱頓(Kaydon)回轉支承軸承;傳感器軸承單元。 這兩種軸承均適用于頂驅。

                凱頓(Kaydon)回轉支承軸承可用于固定在頂驅的齒輪箱底部的管子處理裝置。 許多原始設備制造商為了節約成本,在標準軸承上添加一些齒輪以制作“定制”軸承。 一個更好的解決方案是采用帶有集成式齒輪的回轉支承軸承,以減少頂驅回轉頭故障。

                傳感器軸承單元可用于頂驅電機。 該產品用于鐵路行業,經改進后用于石油天然氣行業,包括頂驅。 在軸承單元中整合了軸承和編碼器,因此整體更緊湊、更穩健耐用。 


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