Опорный блок для колонны с электропогружным насосом с перемещающимися полостями Российский патент 2020 года по МПК F04C14/06 F04C13/00 F04D29/46 F04D13/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области добычи нефти и газа, а также применяемому электропогружному оборудованию, и в частности, к узлу упорного подшипника, а также узлу насоса, содержащему такой узел упорного подшипника.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[1] В данном разделе приводится информация об уровне техники для облегчения лучшего понимания различных аспектов данного изобретения. Нужно понимать, что заявления, приведенные в данном разделе документа, необходимо понимать с этой точки зрения, а не как признание известного уровня техники.

[2] Подземные текучие среды, такие как нефть, газ и вода, часто закачиваются или поднимаются из ствола скважины с помощью забойных насосов, таких как электропогружные насосные системы. Эти насосные системы, как правило, используют удлиненный электродвигатель, установленный внутри ствола скважины, для вращения насоса. В некоторых установках вращательный насос используется для отбора вязких текучих сред и текучих сред с относительно высокими концентрациями песка. Например, такие устройства, содержащие узел упорного подшипника, раскрыты в патентных документах RU 2375604 C1 (ОАО "РИТЭК" и др., опубл. 10.12.2009) и US 5697768 A (KUDA INDUSTRIES INC, опубл. 16.12.1997). Несмотря на достижения уровня техники известные решения не являются достаточно надежными и по-прежнему требуют разработки более надежного узла упорного подшипника, предназначенного для эффективного удержания и распределения осевой нагрузки при работе всего устройства, особенно, такого как электропогружной насос с перемещающимися полостями.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[3] В общем случае узел упорного подшипника по данному изобретению может включать в себя: верхний опорный подшипник, кольцо верхнего роликового упорного подшипника в контакте с верхним опорным подшипником; кольцо нижнего роликового упорного подшипника; нижний опорный подшипник в контакте с нижней опорой узла; и ролик, расположенный между кольцом верхнего роликового упорного подшипника и кольцом нижнего роликового упорного подшипника, причем по меньшей мере ролик выполнен с возможностью вращаться относительно нижнего опорного подшипника вокруг продольной оси.

[4] Это раскрытие сущности дано для представления выбора решений, которые далее подробно описаны. Однако многие изменения возможны без существенного отступления от сути данного изобретения. Следовательно, такие видоизменения должны быть включены в область применения данного изобретения, как это определено в формуле изобретения. Это раскрытие сущности не предназначено для идентификации главных или существенных особенностей объекта изобретения, а также не предназначено для использования в качестве средства, ограничивающего область применения объекта изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[5] Некоторые варианты осуществлений данного изобретения будут далее описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых позиционные обозначения указывают на составные части. Следует подчеркнуть, что в соответствии со стандартной практикой в отрасли различные детали могут быть представлены не в масштабе. Для ясности обсуждения размеры различных деталей могут быть произвольно увеличены или уменьшены. Однако следует понимать, что прилагаемые фигуры иллюстрируют только различные варианты осуществления, описанные здесь, и не предполагают ограничения объема различных технологий, описанных здесь, и:

[6] На фиг.1 показан вид сбоку насоса, соединенного с электродвигателем, подвешенным в скважине, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

[7] На фиг. 2 показан насос в сборе согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[8] На фиг. 3 показан вид сбоку насоса в сборе с частичным разрезом согласно одному из вариантов осуществления изобретения; и

[9] На фиг. 4 показан вид узла упорного подшипника с местным разрезом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

[10] На фиг. 5 показан вид узла упорного подшипника с местным разрезом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

[11] На фиг. 6 показан вид узла с местным разрезом согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[12] На фиг. 7 показан вид узла с местным разрезом согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[13] В последующем описании приводятся подробности, помогающие понять суть показанных некоторых осуществлений данного изобретения. Должно быть понятно, что в нижеследующем описании приводится много различных вариантов осуществления или примеров для реализации разных особенностей различных вариантов осуществления изобретения. Для упрощения описания изобретения ниже описаны конкретные примеры компонентов и расположений. Это, конечно, просто примеры, которые ни в коем случае не являются ограничивающими. Кроме того, в описании изобретения могут повторяться номера и/или буквы позиций в различных примерах. Данное повторение используется с целью простоты и ясности и само по себе не определяет взаимоотношений между различными вариантами осуществления и/или обсуждаемыми конфигурациями. Однако специалистам в данной области техники понятно, что система и/или методология могут быть применены на практике без этих подробностей и что возможны многочисленные изменения или видоизменения описанных вариантов осуществления. Данное описание не должно рассматриваться в ограничительном смысле, а приведено только с целью описания общих принципов осуществления изобретения. Объем описанных осуществлений необходимо определять на основании представленных пунктов формулы изобретения.

[14] Используемые в настоящем документе термины «соединить», «соединение», «соединенный», «в соединении с» и «соединяющий» используются для обозначения «в непосредственном соединении с» или «в соединении через один или более элементов»; а термин «набор» используется для обозначения «один элемент» или «более чем один элемент». Кроме того, термины «соединение», «соединенный», «соединены друг с другом» и «соединен с» используются для обозначения «непосредственно соединены друг с другом» или «соединены друг с другом через один или более элементов». Термины «вверх» и «вниз», «верхний» и «нижний», «верхняя часть» и «нижняя часть» и другие подобные термины, указывающие на относительные положения к данной точке или элементу, используются в данном описании для большей ясности описания некоторых элементов. Как правило, эти термины относятся к нулевой точке на поверхности, из которой буровые операции начинаются как из верхней точки, а на полной глубине находится самая нижняя точка, в которой скважина (например, ствол скважины) является вертикальной, горизонтальной или наклонной относительно поверхности.

[15] Описание изобретения, как правило, включает в себя способ и связанное с этим устройство для установки и извлечения вращательного насоса из ствола скважины, когда механизм привода насоса остается в стволе скважины.

[16] Рассматриваемый здесь вращательный насос может быть вращательным насосом любого типа, который используется для отбора скважинных жидкостей, таким как центробежный насос, насос с перемещающимися полостями, лопастной насос, турбина, шестеренчатый насос и тому подобный. С целью обсуждения далее будет предполагаться, что вращательный насос представляет собой насос с перемещающимися полостями. Используемый здесь термин «ESPCP» (electric submersible progressive cavity pump) означает электропогружной насос с перемещающимися полостями.

[17] Для целей настоящего обсуждения термин «приводной механизм» относится к скважинному оборудованию, которое обеспечивает вращательное движение привода насоса. Как минимум, приводной механизм содержит удлиненный погружной электродвигатель, и, кроме прочего, обычно будет включать в себя один или более маслозаполненных устройств защиты электродвигателя, которые хорошо известны специалистам в данной области техники. Когда насос с перемещающимися полостями используется с погружным электродвигателем, то также может использоваться шарнирная муфта, гибкая штанга или узел сочленения, чтобы позволить ограниченное боковое смещение приводных валов.

[18] Для целей настоящего описания термин «фиксирующий механизм» означает любую обычную кабельную проволоку, канат, сплошную или наращиваемую насосную штангу или развернутый посадочный ниппель насосно-компрессорных труб и/или ловильный инструмент, который имеет пальцеобразные элементы, крюки, грейферы, защелки и т.п. и соединен с возможностью последующего снятия с внешней частью выступа на насосе или соединен с насосом, либо с внутренней выемкой на насосе или соединен с насосом.

[19] На фигуре 1 показана электропогружная насосная система 20, развернутого в скважине 28. Погружная насосная система 20 может включать в себя различные компоненты в зависимости от конкретной области применения или среды, в которой она используется. Показанная насосная система 20 включает в себя насос 22, соединенный с электродвигателем 24 и устройством 26 защиты двигателя. Насос 22 может быть вращательным насосом. Чистая осевая нагрузка, например нагрузка поджимания вниз, которой может оказывать сопротивление подшипник 27, показанный на фиг.1, в устройстве 26 защиты двигателя. Для ясности стрелка 10 указывает направление поджимания вверх, а стрелка 12 указывает направление поджимания вниз. Электродвигатель 24 может быть электродвигателем с постоянным магнитом. Электропогружная насосная система 20 может содержать ESPCP.

[20] Скважина 28 включает в себя ствол 32 скважины, пробуренный в геологической формации 30, содержащей желаемую буровую жидкость 150, такую как нефть. Ствол 32 скважины может быть закрыт трубчатым кожухом 34. Перфорации 36 выполнены через обсадную трубу 34 ствола скважины, чтобы обеспечить поток текучих сред между окружающей формацией 30 и стволом 32 скважины. Погружная насосная система 20 развертывается в стволе 32 скважины с помощью системы 38 развертывания, которая может иметь различные конфигурации. Например, система 38 развертывания может содержать обсадку 40, такую как гибкая насосно-компрессорная труба или насосно-компрессорная колонна, соединенную с погружным насосом 22 посредством соединителя 42. Питание на погружной электродвигатель 24 может быть подано через силовой кабель 44. Погружной двигатель 24, в свою очередь, приводит в движение погружной насос 22, который может быть использован для втягивания буровой жидкости 150 через впускное отверстие 46 насоса. Погружной насос 22 пропускает буровую жидкость 150 через, например, обсадку 40 в требуемое место сбора, которое может быть на поверхности 48 земли.

[21] На фигуре 2 показана электрическая погружная насосная система 20, развернутая внутри обсадной трубы 34 рядом с перфорациями 36 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Погружная насосная система 20 включает в себя насос 22 с перемещающимися полостями (progressive cavity pump (ʺPCPʺ)), соединенный с двигателем с постоянным магнитом 24 и устройством 26 защиты двигателя. Насос 22 с перемещающимися полостями расположен внутри обсадки 40 и может быть извлечен без удаления соединенного приводного механизма. Впускное отверстие 46 насоса обеспечивает поступление скважинной жидкости в насос 22 с перемещающимися полостями. Скважинная жидкость, перекачиваемая насосом с перемещающимися полостями, направляется в обсадку 40 для доставки на поверхность. Дополнительный сливной клапан 52, расположенный над выпускным отверстием насоса 22 с перемещающимися полостями, позволяет сброс скважинной жидкости, находящейся в трубах 40, в кольцевое пространство между обсадкой 40 и обсадной трубой 34. Насос с перемещающимися полостями находится над дополнительным опорным узлом 56, отделяющим насос 22 с перемещающимися полостями от устройства 26 защиты двигателя. Устройство 26 защиты двигателя представляет собой промежуточный компонент, расположенный между насосом 22 с перемещающимися полостями и двигателем с постоянным магнитом 24. Один или более датчиков постоянного контроля 58 и/или центратор 60 двигателя могут быть прикреплены к нижнему концу двигателя с постоянным магнитом 24. Двигатель с постоянным магнитом 24 получает питание из поверхности с помощью силового кабеля 44, прикрепленного к внешней поверхности труб 40 с помощью одного или более зажимов силового кабеля 50. Кабельный удлинитель двигателя 54 электрически соединяет силовой кабель 44 с двигателем с постоянным магнитом 24.

[22] Как показано на фигуре 3, насос 22 содержит неподвижный статор 138, внутри которого вращается геликоидальный ротор 140. Первый или нижний конец ротора 140 содержит приводную муфту 142, которая может быть любым обычным соединением приводного механизма, которое позволяет продольное проскальзывание или движение; однако в некоторых вариантах осуществления может быть использовано шлицевое соединение. В частности, скошенный шлицевой вал 144 проходит от устройства 26 защиты двигателя или к двигателю 24, смотря по тому, что расположено рядом с насосом 22. Этот шлицевой вал 144 входит в соответствующее скошенное шлицевое отверстие 146 в увеличенном конце вала 148, соединенном с ротором 140.

[23] Второй или верхний конец ротора 140 включает в себя фланец 1150, который помещается в кольцевом углублении 152 в корпусе статора насоса 122 или в цилиндрическом адаптере 154, который соединен со вторым или верхним концом насоса 22. Фланец 1150 предотвращает выход ротора 140 из статора 138 в то время, когда насос 22 находится в работе и когда насос 22 удаляется и устанавливается внутри ствола 32 скважины. Этот фланец предназначен для работы между верхним и нижним пределами так, чтобы во время нормального вращения не было трения при каком-либо из двух. Кроме того, второй или верхний конец ротора 140 может включать в себя фланцевую шейку для взаимодействия с обычным извлекающим или ловильным инструментом, как хорошо известно специалистам в данной области техники.

[24] Цилиндрический колпачковый элемент 156 прикреплен с помощью резьбы или штифта ко второму или верхнему концу насоса 22 или цилиндрическому переходнику 154 и содержит средства, с помощью которых извлекающий инструмент (не показан) может соединяться с насосом 22 для извлечения. Колпачковый элемент 156 может представлять собой любой обычный канат или ловильный посадочный ниппель (или блокирующую оправку) или подобное устройство, как хорошо известно специалистам в данной области техники. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, колпачковый элемент 156 прочно соединен с помощью резьбы, штифтов или сварки со вторым или верхним концом насоса 22 или цилиндрического переходника 154 и включает в себя множество кольцевых уплотнительных колец 158, которые уплотняют внутреннюю поверхность отверстия 136 оправки 134. Кроме того, колпачковый элемент 156 включает в себя кольцевую выемку 160 рядом со вторым или верхним концом колпачкового элемента 156, который выполнен с возможностью получить инструмент поиска, как будет описано более подробно ниже.

[25] Для предотвращения продольного перемещения насоса 22 (т.е. вверх и вниз) в пределах оправки 134 и/или вращения или вращательного перемещения относительно оправки 134 в колпачковом элементе 156, оправке 134 и/или насосе 22 предусмотрены удерживающие механизмы. Удерживающие механизмы могут быть электрическими, пневматическими, гидравлическими или механическими. В одном из вариантов осуществления изобретения удерживающие механизмы представляют собой срезные штифты, которые срезаются или освобождаются при продольной и/или вращательном движении. В варианте осуществления, показанном на фиг.3, удерживающие механизмы включают в себя множество подпружиненных пальцевых элементов или собачек 162, которые удерживаются в выдвинутом положении с помощью относительного положения колпачкового элемента 156 к оправке 134, на вес насоса 22 или любым другим хорошо известным в промышленности способом. Когда собачки 162 расположены в колпачковом элементе 156, они попадают в радиально расположенные отверстия 164 в оправке 134, а когда собачки расположены в оправке 134, собачки 162 попадают в отверстия 164 в колпачковом элементе 156. Собачки 162 отводятся для обеспечения продольного и/или вращательного движения насоса 22 относительно оправки 134 с помощью любого обычного вращательного движения, сотрясения, продольного перемещения вверх или вниз, или любой их комбинации, как хорошо известно специалистам в данной области техники.

[26] В альтернативном варианте осуществления изобретения собачки 162 используются только для ограничения продольного перемещения насоса 22 относительно оправки. Вращательное ограничение насоса 22 обеспечивается шлицами (не показаны), проходящими от внешней поверхности нижней части корпуса насоса и взаимодействующем с одним или несколькими шлицами (не показано), включенными во внутреннюю поверхность оправки 134 или прикрепленными к ней.

[27] Когда погружная насосная система установлена в стволе 32 скважины, весь узел насоса соединяется вместе на поверхности земли, а затем опускается в ствол 32 скважины на канате или насосно-компрессорной колонне 40 с силовым кабелем 44, привязанном к ее или его наружной стороне, как хорошо известно специалистам в данной области техники. Если и когда насос 22 должен быть извлечен, двигатель 24 останавливается, а фиксирующий механизм опускается в ствол 32 скважины с помощью кабеля, многожильного плетеного кабеля, сплошной или наращиваемой насосной штанги или гибких насосно-компрессорных труб малого диаметра. Фиксирующий механизм (не показан) поступает в кольцевую выемку 160 и затем с ним производятся действия для освобождения удерживающего механизма. В варианте осуществления, показанном на фиг.3, только перемещение вдоль или вверх колпачкового элемента 156 по отношению к оправке 134, который жестко соединен с приводным механизмом насоса, вызывает отвод собачки 162. Движение колпачкового элемента 156 вверх также извлекает насос 22 из оправки 134, а шлицевой вал 144 отводится из шлицевого отверстия 146. Фиксирующий механизм, колпачковый элемент 156 и насос 22 - все затем извлекаются на поверхность земли. Механизм привода насоса остается подвешенным в стволе 32 скважины, так как оправка 134 жестко соединена между обсадкой 40 и устройством 26 защиты двигателя и/или электродвигателем 28.

[28] При желании второе устройство 26 защиты двигателя может быть жестко соединено со вторым концом ротора насоса 140, с шлицевой муфтой 142, расположенный между первым и вторым устройством 26 защиты двигателя и/или насосом 22, который жестко соединен через оправку 134 с обсадкой 40. Таким образом, насос 22 и, как вариант, устройство 26 защиты двигателя может быть легко извлечено из ствола скважины в то время, как остальные части приводного механизма остаются в стволе 32 скважины.

[29] Когда насос 22 должен быть установлен обратно в ствол 32 скважины, фиксирующий механизм снова соединен с возможностью удаления с колпачковым элементом 156 и/или насосом 22, а насос 22 опускается в ствол 32 скважины. Нижний конец ротора 140 соединен с приводной муфтой 142. Эта приводная муфта 142 включает в себя площадь с большим внешним диаметром. Когда узел опускается в ствол скважины, область большого диаметра проходит через продольное отверстие 136, ниже которой имеется конусность в секцию с уменьшенным диаметром, который немного больше, чем приводная муфта 142. Когда приводная муфта 142 проходит через конусность, приводная муфта 142 центрируется, что позволяет ей сопрягаться со шлицевым валом 144. Шлицы на отверстии 146 и вале 144 скошены так, что относительное движение вниз вызовет небольшой поворот и соединение шлицов и валов. По мере того как узел опускается дальше вниз, секция большого диаметра приводной муфты 142 проходит полностью и удаляется от уменьшенного диаметра. Это позволяет приводной муфте при необходимости вибрировать с ротором насоса. При сопряжении отверстия 146 и вала 144 внешние или наружные шлицы, который соединены со вторым или нижним концом насоса, сопрягаются с внутренними шлицами, соединенными с оправкой 134. Шлицы на отверстии и нижнем корпусе насоса скошены так, что относительное движение вниз вызовет небольшой поворот и соединение шлицов и валов. Ступень на выступе 168 контактирует с выступом 170 и предотвращает дальнейшее движение вниз.

[30] С помощью данного метода извлечения и связанного с этим устройства кабель питания 44 и линии управления (не показаны) изолированы от движущихся элементов так, чтобы не быть повреждены, как это иногда происходит, когда насосы и приводные механизмы удаляются из скважины, поскольку кабель 44 и линия управления находятся вне оправки 134 и насосно-компрессорной колонны 40.

[31] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электрическая погружная насосная система включает в себя компенсатор расширения масла, объединенный с упорным узлом, несущим высокую осевую нагрузку от насоса. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электропогружная насосная система включает в себя впускной патрубок насоса, объединенный с узлом гибкого вала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электропогружная насосная система включает в себя фиксирующий механизм, позволяющий инструменту извлечения подсоединять и отсоединять насос с перемещающимися полостями. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения датчик может представлять собой температурный датчик, датчик давления, датчик вибрации или химический датчик.

[32] На фиг. 4 показан узел 400 упорного подшипника в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Узел 400 упорного подшипника может быть использован в сочетании с насосом с перемещающимися полостями, например, насосом, показанным на фиг.1-3 выше. Узел 400 упорного подшипника может быть расположен в устройстве защиты двигателя.

[33] Узел 400 упорного подшипника может включать в себя вал 403, проходящий через корпус 409 и проставку 412. Стопорное кольцо 406 прикреплено к валу 403 и привинчивается к внутренней части регулировочной гайки 421. Стопорные винты 415 гарантируют, что стопорное кольцо 406 не отвинчивается непреднамеренно от регулировочной гайки 421 при вращении вала 403. Регулировочная гайка 421 контактирует со стопорным кольцом 424, действующим относительно верхних и нижних дисковых пружин 427a, b. Нижние дисковые пружины 427b контактируют с верхним опорным подшипником 430. Верхний опорный подшипник 430 находится сверху на кольце верхнего роликового упорного подшипника 433a. Ролик 445 располагается между кольцом верхнего роликового упорного подшипника 433a и кольцом нижнего роликового упорного подшипника 433b. Гнездо 442 предотвращает контакт ролика 445 с расположенной выше частью ближнего вала 403 нижнего опорного подшипника 448. Кольцо нижнего роликового упорного подшипника 433b лежит сверху на части нижнего опорного подшипника 448. Нижний опорный подшипник 448 опирается на нижнюю опору 460, промежуточное металлическое кольцо 451 и резиновое кольцо 457. Штифт 454, зафиксированный в нижнем опорном подшипнике 448 с нижней опорой 460, предотвращает вращение нижнего опорного подшипника 448.

[34] На фиг. 5 показан второй узел 500 упорного подшипника в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Узел 500 упорного подшипника может быть использован в сочетании с насосом с перемещающимися полостями, например, насосом, показанным на фиг.1-3 выше. Узел 500 упорного подшипника может быть расположен в устройстве защиты двигателя.

[35] Узел 500 упорного подшипника может включать в себя вал 403, проходящий через корпус 409 и проставку 412. Стопорное кольцо 406 прикреплено к валу 403 и привинчивается к внутренней части регулировочной гайки 421. Стопорные винты 415 гарантируют, что стопорное кольцо 406 не отвинчивается непреднамеренно от регулировочной гайки 421 при вращении вала 403. Регулировочная гайка 421 контактирует со стопорным кольцом 424, действующим относительно верхних и нижних дисковых пружин 427a, b. Нижние дисковые пружины 427b контактируют с верхним опорным подшипником 430. Верхний опорный подшипник 430 находится сверху на кольце верхнего роликового упорного подшипника 433a. Ролик 445 располагается между кольцом верхнего роликового упорного подшипника 433a и кольцом нижнего роликового упорного подшипника 433b. Гнездо 442 предотвращает контакт ролика 445 с расположенной выше частью ближнего вала 403 нижнего опорного подшипника 449. Кольцо нижнего роликового упорного подшипника 433b лежит сверху на части нижнего опорного подшипника 449. Нижний опорный подшипник 449 опирается на нижнюю опору 459. Сферическая конструкция нижней опоры 459 и нижний опорный подшипник 449 компенсируют осевое смещение. Штифт 454, зафиксированный в нижнем опорном подшипнике 449 с нижней опорой 459, предотвращает вращение нижнего опорного подшипника 449.

[36] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения чистая осевая нагрузка передается через вал с помощью стопорных колец 406, 424, а также промежуточных компонентов, и смягчается тарельчатыми пружинами 427a, b и компонентами упорного роликового подшипника 430-449.

[37] На фиг. 6 показан узел 600 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Узел может включать в себя множество узлов поджимаемых вниз упорных подшипников 610, упругих элементов 620 и один или нескольких узлов 640 поджимаемых вверх упорных подшипников. Узлы 610 поджимаемых вниз упорных подшипников могут независимо друг от друга содержать варианты узла 400 или 500 упорного подшипника для удержания и распределения осевой нагрузки вниз. Один или более узлов 640 поджимаемых вверх упорных подшипников могут использоваться над упругим элементом 620 для удержания нагрузки давления снизу вверх. Узел 640 поджимаемого вверх упорного подшипника может содержать варианты упорного подшипникового узла 400 или 500. Упругий элемент 620 может облегчить предварительную нагрузку узлов 640 поджимаемых вверх упорных подшипников и компенсировать любой зазор.

[38] На фиг. 7 показан узел 700 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Узел может включать в себя множество узлов упорных подшипников 710, упругих элементов 720 и один или нескольких узлов 730 поджимаемых вверх упорных подшипников. Узлы поджимаемых вниз упорных подшипников 710 могут независимо друг от друга содержать варианты узла 400 или 500 упорного подшипника для удержания и распределения осевой нагрузки вниз. Один или более узлов 730 поджимаемых вверх упорных подшипников могут использоваться над упругим элементом 720 для удержания нагрузки давления снизу вверх. Узел 730 поджимаемого вверх упорного подшипника может содержать варианты упорного подшипникового узла 400 или 500. Упругий элемент 720 может облегчить предварительную нагрузку узлов 730 поджимаемых вверх упорных подшипников и компенсировать любой зазор.

Хотя выше были описаны подробно только несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники понятно, что многие изменения возможны без существенного отступления от сути данного изобретения. Следовательно, такие видоизменения должны быть включены в область применения данного изобретения, как это определено в формуле изобретения. Объем изобретения должен определяться только содержанием нижеприведенной формулы изобретения. Термины «включающий», «включающий в себя», «содержащий» в формуле изобретения означает «включающий по меньшей мере», «включающий в себя по меньшей мере», «содержащий по меньшей мере» вследствие чего приведенное перечисление элементов в пункте формулы изобретения является открытой группой. Термин «один» и другие термины в единственном числе предполагают включение их множественных форм, если не оговорено иное. В пунктах формулы изобретения части формулы изобретения «средства плюс функция» предназначены для охвата описанных здесь структур, как выполняющих описанную функцию, и не только структурные эквиваленты, но и также эквивалентные структуры. Заявитель прямо выражает намерение не применять 35 свод законов США 112, пункт 6, для каких-либо ограничений какого-либо из пунктов формулы изобретения, представленных в этом документе, за исключением тех, в которых в формуле изобретения непосредственно используются слова «средства для» вместе со связанными с ними функциями.

Изобретение относится к области добычи нефти и газа и применяется в электропогружном оборудовании, в частности в узле упорного подшипника, а также в узле насоса, содержащего такой узел подшипника. Узел упорного подшипника включает в себя верхний опорный подшипник, кольцо верхнего роликового упорного подшипника, находящееся в контакте с верхним опорным подшипником, кольцо нижнего роликового упорного подшипника, нижний опорный подшипник, находящийся в контакте с нижней опорой узла и ролик, расположенный между кольцом верхнего роликового упорного подшипника и кольцом нижнего роликового упорного подшипника, причем по меньшей мере ролик выполнен с возможностью вращаться, относительно нижнего опорного подшипника вокруг продольной оси. Повышается надежность за счет эффективного удержания и распределения осевой нагрузки при работе устройства, особенно, электропогружного насоса с перемещающимися полостями. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Узел упорного подшипника, содержащий:

верхний опорный подшипник;

кольцо верхнего роликового упорного подшипника, находящееся в контакте с верхним опорным подшипником;

кольцо нижнего роликового упорного подшипника;

нижний опорный подшипник, находящийся в контакте с нижней опорой узла; а также

ролик, расположенный между кольцом верхнего роликового упорного подшипника и кольцом нижнего роликового упорного подшипника, причем по меньшей мере ролик выполнен с возможностью вращения относительно нижнего опорного подшипника вокруг продольной оси.

2. Узел упорного подшипника по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере одну дисковую пружину, расположенную на верхней поверхности верхнего опорного подшипника и сжатую так, чтобы противостоять сжимающей силе.

3. Узел упорного подшипника по п. 2, дополнительно содержащий отверстие, проходящее через узел упорного подшипника вдоль продольной оси.

4. Узел насоса, содержащий:

вал, расположенный внутри отверстия с возможностью вращения вокруг продольной оси;

стопорное кольцо, приводимое в движение валом и выполненное с возможностью по меньшей мере время от времени прикладывать сжимающую силу к дисковой пружине; и

узел упорного подшипника по п. 3.