ПОДШИПНИКОВАЯ ОПОРА ВИНТОВОГО НАСОСА
SCREW PUMP BEARING ASSEMBLY

Изобретение относится к элементам винтовых насосов и может использоваться в составе винтовых насосов для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.
Известна подшипниковая опора, содержащая корпус, вал, расположенные вдоль оси вала опорные секции, каждая из которых содержит упругий элемент, закрепленный на валу упор и закрепленную в корпусе опору. На торцевых поверхностях упора каждой опорной секции выполнены проточки, в одной из которых размещен упругий элемент, закрепленный на валу с помощью упорного кольца с запорными сегментами, расположенными в проточке вала, а в кольцевой проточке, выполненной на внутренней торцевой поверхности упора, закреплено антифрикционное кольцо, контактирующее с антифрикционным кольцом, установленным в держателе, который закреплен от проворота на основании опоры. (Патент РФ №2235226, БИ №7, 10.04.2004 г.)
Основной недостаток данного устройства заключается в том, что для равномерного распределения осевой нагрузки на подшипники, используются упругие элементы, выполненные, например, в виде тарельчатых пружин. Известно, что каждый упругий элемент имеет реальные размеры и реальную жесткость, которые отличаются от размеров и жесткости соседнего упругого элемента в пределах допуска. Кроме этого расстояние между опорами, на которые опираются упругие элементы, отличаются друг от друга в пределах допуска. Следовательно, осевая нагрузка на подшипники не может распределяться равномерно и один из подшипников является перегруженным. Это значительно снижает грузоподъемность устройства. Хотя в некоторых из этих устройств расстояния между опорами имеют возможность для регулировки, но достаточную точность этой регулировки достичь невозможно. Дополнительную погрешность в регулировку вносит процедура фиксации опор. Это делает конструкцию не технологичной, сложной и ненадежной.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является разгрузочный узел для погружных винтовых насосов, включающий вал для привода винтового насоса, герметичную камеру с опорными элементами, выполненными в виде осевых упорных подшипников с регулировочными винтами для равномерного распределения осевой нагрузки. (Патент РФ №2290539, БИ №36, 27.12.2006 г.)
Основной недостаток этого устройства заключается в том, что вал винтового насоса выполнен жестким. Это вызывает значительные изгибные напряжения в нем и соответственно значительную радиальную нагрузку на подшипники при планетарном вращении винта насоса. Причем опорные элементы выполнены в виде трех отдельных упорных подшипников, которые не способны одновременно воспринимать осевую нагрузку, так как регулировочные винты не обеспечивают равномерное распределение осевой нагрузки на подшипники по причине, указанной выше. При этом не устраняются перекосы опорных плоскостей подшипников, возникающие при сборке. Все это не позволяет обеспечить заданную грузоподъемность устройства.
Дополнительным недостатком является то, что выравнивание давления внутри герметичной камеры с давлением пластовой жидкости осуществляется системой обратных клапанов и диафрагмой. При попадании твердых частиц обратные клапаны перестают правильно работать, что приводит к повреждению диафрагмы и нарушению герметичности камеры.
В результате, устройство имеет низкую надежность и низкий ресурс.
Задачей изобретения является, снижение радиальной нагрузки на подшипники от вала привода винтового насоса, увеличение грузоподъемности устройства и устранение возможности разгерметизации камеры.
Данная задача в подшипниковой опоре винтового насоса, содержащей вал привода винтового насоса, герметичную камеру и осевой подшипник решается тем, что вал привода винтового насоса по концам снабжен накрест лежащими пазами относительно его оси, герметичная камера снабжена поршнем, а осевой подшипник выполнен многорядным.
На фиг.1 изображен фрагмент подшипниковой опоры винтового насоса с многорядным осевым подшипником;
на фиг.2 изображен вал привода винтового насоса с накрест лежащими пазами.
Подшипниковая опора винтового насоса содержит герметичную камеру 1 и установленный в ней на валу 2 многорядный осевой подшипник 3. Для смазки подшипника 3 камера 1 заполняется пластичной смазкой, температурное расширение которой компенсируется перемещением подпружиненного поршня 4. При этом давление в камере выравнивается с давлением пластовой жидкости.
При запуске электродвигателя (на чертеже не показан) крутящий момент от вала 2 передается на вал 5 привода винтового насоса посредством муфты 6. С обоих концов на валу 5 выполнены накрест лежащие относительно его оси пазы 7, которые уменьшают изгибную жесткость вала. При вращении вала 5 его верхний конец, сочлененный с винтовым насосом (не показано), выполняет планетарное движение. При этом вал 5 испытывает упругие изгибные деформации в области пазов 7. Так как вал 5 в области пазов 7 имеет незначительную жесткость, то соответственно радиальная нагрузка на подшипник 3, возникающая от изгиба вала 5 тоже незначительна.
Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в снижении радиальной нагрузки на подшипник от вала винтового насоса, увеличении грузоподъемности устройства и устранении возможности разгерметизации камеры.