申請號：201180056851

　　申請人：貝克休斯公司六號元素有限公司六號元素有限責任公司

　　摘要：井下工具軸承設置有金剛石增強材料。金剛石增強材料包括碳化鎢或碳化硅基材中的金剛石晶粒、或硅結合金剛石材料。釬焊的金剛石細粒或具有反應釬焊涂層的金剛石顆粒可以用于軸承應用。用于在井下工具中使用的軸承圈可以至少部分地用金剛石增強材料形成。在一個實施例中，軸承圈可以在正排量馬達中使用。在另外的實施例中，軸承圈可以在潛水泵中使用。

　　獨立權利要求：1.一種用于井下工具的軸承組件，所述軸承組件包括：至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面，所述至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面中的至少一個的至少一部分包括金剛石增強材料。

　　2.根據權利要求1所述的軸承組件，其中，所述金剛石增強材料包括以下材料中的一種：碳化鎢基材中的金剛石晶粒；高溫、高壓燒結的硅結合多晶材料；高溫、低壓燒結的金剛石；高溫、低壓燒結的硅結合多晶材料；硅結合碳化物材料；氮化鋁金屬間結合的金剛石和碳化物復合材料；釬焊的金剛石細粒；以及具有反應釬焊涂層的金剛石顆粒。

　　3.根據權利要求1所述的軸承組件，其中，所述金剛石增強材料包括體積含量為大約30%至大約70%的金剛石。

　　4.根據權利要求3所述的軸承組件，其中，所述金剛石增強材料具有大約0.1的滑動摩擦系數。

　　5.根據權利要求1所述的軸承組件，還包括形成在所述金剛石增強材料中的多個凹部。

　　6.根據權利要求5所述的軸承組件，其中，所述多個凹部中的每個凹部包括溝槽和凹坑中的至少一種。

　　7.根據權利要求1所述的軸承組件，其中，所述至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面基本是平面。

　　8.根據權利要求1所述的軸承組件，其中，所述金剛石增強材料包括硅結合金剛石材料。

　　9.根據權利要求8所述的軸承組件，其中，所述至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面具有大約0.1的滑動摩擦系數。

　　10.根據權利要求8所述的軸承組件，其中，所述硅結合金剛石材料包括體積含量為大約30%至大約70%的金剛石。

　　11.根據權利要求8所述的軸承組件，其中，每個軸承表面包括位于所述至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面中的至少一個中的多個凹部。

　　12.根據權利要求8所述的軸承組件，其中，所述硅結合金剛石材料形成在支撐元件上。

　　13.根據權利要求12所述的軸承組件，其中，所述支撐元件包括碳化鎢。

　　14.根據權利要求12所述的軸承組件，其中，所述硅結合金剛石材料利用硬釬焊、軟釬焊、粘結劑以及機械鎖定中的一種附接于所述支撐元件，所述機械鎖定通過冷縮式配合、銷連接、花鍵或鍵槽進行。

　　15.一種潛水泵，包括：多個泵級，每個泵級包括固定的擴散器和可旋轉的葉輪，其中在所述固定的擴散器與所述可旋轉的葉輪之間設置有軸承組，所述軸承組包括至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面，所述至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面中的至少一個包括硅結合金剛石材料。

　　16.根據權利要求15所述的潛水泵，其中，包括硅結合金剛石材料的所述至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面中的至少一個包括位于所述硅結合金剛石材料中的多個凹部，所述多個凹部構造成允許流體潤滑并冷卻所述至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面。

　　17.根據權利要求15所述的潛水泵，其中，所述軸承組中的第一軸承附接于所述固定的擴散器，并且所述軸承組中的第二軸承附接于所述可旋轉的葉輪。

　　18.根據權利要求15所述的潛水泵，其中，所述至少兩個相對的、能夠相互相對旋轉的軸承表面包括推力軸承和徑向軸承中的至少一種。

　　19.一種在對地下巖層進行鉆孔中使用的馬達組件，所述馬達組件包括：馬達，所述馬達構造成向旋轉鉆頭施加轉矩，所述馬達可操作地聯接于軸承設備，其中所述軸承設備包括：第一結構，所述第一結構具有限定第一軸承表面的至少一個軸承元件，所述第一結構的所述至少一個軸承元件包括硅結合金剛石材料；以及第二結構，所述第二結構具有限定第二軸承表面的至少一個軸承元件，所述第一軸承表面和所述第二軸承表面構造成在所述第一結構和所述第二結構的相對位移期間彼此接合。

　　20.根據權利要求19所述的馬達組件，其中，所述軸承設備包括徑向軸承設備和推力軸承設備中的至少一種。