涡轮引鞋是一种新型研发的井下套管下放工具,既能有效的解决管柱在下放过程中存在的问题,又能通过整个工具的可钻性解决其完井作业后取出困难的问题。大通道可钻轴承作为涡轮引鞋的重要组成部分之一,其整体性能和使用寿命直接决定了整个工具是否能达到设计使用要求;而其材料的可钻性能又直接影响着完井作业后的钻磨效率。因此本文对大通道可钻轴承的结构进行了设计以及对不同材料的大通道可钻轴承性能进行了研究,其主要研究内容如下:经过对现已应用于井下工具的可钻材料进行了大量调研,优选能够应用于本工具的几种可钻材料;基于四支点推力球轴承的设计准则,结合实际需要,对涡轮引鞋用大通道止推轴承进行了结构设计。利用ANSYS Workbench有限元仿真软件,建立了受外部载荷作用下的轴承静力学分析模型,并对几种不同制造材料的轴承分别进行了静力学分析,以此判断不各材料轴承的承载性能;利用L-P寿命预测理论,并结合大通道可钻轴承的现场实际工况,对L-P理论进行了修正,对本轴承进行了寿命预测。利用Deform金属切削仿真软件和切削仿真理论,建立二维切削仿真模型,对几种优选材料进行了切削仿真研究,对不同材料的可切削性能(即可钻性)进行了分析。基于弹塑性力学中著名的Boussinesq问题和机械切削基本原理,对轴承的切削过程进行了分析,对单齿及整个钻头钻削轴承时的进给力、切削力、钻压及扭矩进行了分析,为后续钻头钻磨施工时各项参数的取值提供理论参考。结合本文研究内容,可得的结论如下:确定了几种适合应用于涡轮引鞋的可钻材料;确定了大通道可钻轴承的设计方案,完成了止推轴承整体结构的设计以及工作参数的计算。相同外部载荷时,对各可钻材料制造的轴承承接触强度进行了仿真分析,得出铝合金-陶瓷型轴承的接触应力最小,为180.32MPa,承载能力最大;对轴承使用寿命进行了预测,确定能够达到设计有用寿命要求。在只考虑材料自身物理属性的条件下,对各可钻材料的可钻性能进行了仿真分析,经过对比得出了铝合金的可钻性能最佳。对轴承钻削过程进行了分析,得出了单齿钻削轴承是的进给力和切削力,并以此递进推导得出了钻头在钻进过程中需要的进给力和扭矩与材料属性的关系。