[发明专利]堆叠推力锥形相异系列滚柱轴承

说明书

一种推力轴承，该推力轴承包括在其上限定第一座圈的第一轴向端部垫圈、在其上限定第二座圈的第二轴向端部垫圈、一件式径向内垫圈，以及一件式径向外垫圈，该一件式径向内垫圈具有与第一轴向端部垫圈接合的第一轴向端部并且具有在其上限定第三座圈的第二轴向端部，该一件式径向外垫圈具有在其上限定第四座圈的第一轴向端部并且具有与第二轴向端部垫圈接合的第二轴向端部。第一组锥形滚动元件支承在第一座圈与第四座圈之间，并且第二组锥形滚动元件支承在第二座圈与第三座圈之间。第一组锥形滚动元件和第二组锥形滚动元件彼此沿轴向和沿径向偏移。

相关申请

本申请要求于2019年12月19日提交的美国临时专利申请No.62/950,458的权利，其全部内容由此通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及推力轴承，并且更具体而言，涉及在用于钻探行业的顶部驱动应用中使用的推力轴承。

背景技术

顶部驱动应用代表钻机的技术核心，其中推力轴承为支承钻井内的管长度的重量和主要钻探努力的机器元件。在大多数情况下，锥形滚柱推力轴承(诸如推力锥形重型(TTHD)和推力锥形重型平座圈(TTHDFL)轴承)用于该关键位置，该关键位置经历高载荷和显著变形。

当前的挑战涉及顶部驱动容量的必要增加。由于全球石油和天然气需求的增加，以及现有矿床内的储量的迅速减少和靠近地球表面的开采，石油和天然气的开采深度不断地增加。使现有顶部驱动轴承的容量增加需要使轴承的大小增加，包括使滚柱增大以及使轴承的开孔直径和外直径增加。然而，现有的钻探设备不可适应轴承的此类增大，并且此外，新钻探设备的制造商不准备改变设计以适应较大的轴承。虽然可作出客制修改，但是这些客制修改将为昂贵的。

发明内容

本发明提供针对推力轴承的新设计，该推力轴承配合在现有外壳(例如，轴承开孔和外直径)内用于顶部驱动应用，但使轴承的额定值和容量增加到远远超过现有TTHD和TTHDFL轴承的额定值和容量。

在一个方面中，本公开提供一种推力轴承，该推力轴承包括在其上限定第一座圈的第一轴向端部垫圈、在其上限定第二座圈的第二轴向端部垫圈、一件式径向内垫圈，以及一件式径向外垫圈，该一件式径向内垫圈具有与第一轴向端部垫圈接合的第一轴向端部并且具有在其上限定第三座圈的第二轴向端部，该一件式径向外垫圈具有在其上限定第四座圈的第一轴向端部并且具有与第二轴向端部垫圈接合的第二轴向端部。第一组锥形滚动元件支承在第一座圈与第四座圈之间，并且第二组锥形滚动元件支承在第二座圈与第三座圈之间。第一组锥形滚动元件和第二组锥形滚动元件彼此沿轴向和沿径向偏移。

在一个方面中，不存在定位在第一轴向端部垫圈与径向内垫圈之间或在第二轴向端部垫圈与径向外垫圈之间的间隔件。

通过考虑详细的描述和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1为实施本发明的堆叠推力锥形相异系列滚柱轴承的局部剖切透视图。

图2为图1的轴承的截面视图。

具体实施方式

在详细地说明本发明的任何实施例之前，将理解的是，本发明在其应用中不限于在下列描述中阐述或在下列附图中示出的结造和构件的布置的细节。本发明能够具有其它实施例，并且能够以各种方式实践或执行。

图1和图2示出根据本发明的堆叠推力锥形相异系列滚柱轴承10。示出的轴承10可在钻机的顶部驱动或其它应用中使用。如图2中示出的，轴承10支承在壳体14中，以支承旋转轴18上的推力加载。轴18包括肩部22，肩部22接合轴承10的轴向端部表面，如将在下面进一步论述的。