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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Kohlenwasserstoff-Bohrlochpumpen und insbesondere einen Dichtungsabschnitt, der ein bewegliches Ausgleichselement zum Verringern eines Druckunterschieds zwischen Schmiermittel in dem Motor und Bohrlochfluid aufweist, wobei der Dichtungsabschnitt auch eine interne Schmiermittelpumpe aufweist, um das Schmiermittel in dem Dichtungsabschnitt leicht über hydrostatischem Bohrlochfluiddruck unter Druck zu setzen.
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2. Hintergrund
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Eine Art von Pumpenanordnung, die insbesondere in ölproduzierenden Bohrlöchern verwendet wird, weist eine Tauchpumpe auf, die von einem elektrischen Motor, gefüllt mit dielektrischem Motorschmiermittel, angetrieben wird. Der Motor dreht eine Wellenanordnung, um die Pumpe anzutreiben. Ein Dichtungsabschnitt ist zwischen dem Motor und der Pumpe verbunden. Der Dichtungsabschnitt weist ein druckausgleichendes Element auf, das einen Druckunterschied zwischen Schmiermittel in dem Motor und Bohrlochfluid auf dem Äußeren verringert. Das druckausgleichende Element ist normalerweise ein flexibler Elastomerbeutel oder ein Metallbalg. Motorschmiermittel in Verbindung mit Motorschmiermittel in dem Motor füllt das Innere des druckausgleichenden Elements. Eine Bohrlochfluid-Verbindungsöffnung läasst Bohrlochfluid in den Dichtungsabschnitt auf dem Äußeren des druckausgleichenden Elements.
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Eine Wellendichtung, die normalerweise eine Gleitringdichtung ist, verhindert, dass Bohrlochfluid in das druckausgleichende Element eintritt. Die Wellendichtung beinhaltet ein Drehelement oder Laufrad, das sich mit der Welle dreht. Eine Elastomermuffe und -Feder drücken das Dichtungslaufrad gegen eine stationäre Grundplatte. An der Schnittstelle zwischen dem Dichtungslaufrad und Dichtungsgrundplatte zum Schmieren erfolgt ein leichter Austritt.
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Das druckausgleichende Element biegt sich, um den Schmiermitteldruck in dem Beutel Bohrlochfluiddruck auf dem Äußeren des Dichtungsabschnitts auszugleichen. Wenn der Druckunterschied an der Schnittstelle zwischen dem Dichtungslaufrad und der Dichtungsgrundplatte gleich oder fast null ist, gibt es keine Kontrolle über die Richtung des Austritts an der Schnittstelle zwischen dem Dichtungslaufrad und der Dichtungsgrundplatte. Ein Nulldruckunterschied ermöglicht nicht nur, dass das Bohrlochfluid in das druckausgleichende Element eintritt, sondern kann auch Überhitzung zwischen dem Dichtungslaufrad und der Dichtungsgrundplatte verursachen, aufgrund des Mangels an Schmieren und Kühlen. Im Allgemeinen laufen Gleitringdichtungen stabiler und halten länger, wenn an der Schnittstelle eine kleine Menge an Druckunterschied vorhanden ist.
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Dichtungsabschnitte im Stand der Technik können ein Rückschlagventil aufweisen, das ermöglicht, dass ein Teil des Schmiermittels in dem druckausgleichenden Element aufgrund der Wärmeausdehnung des Schmiermittels austreten kann. Das Rückschlagventil hält einen Druckunterschied des Schmiermitteldrucks normalerweise nur über dem Bohrlochfluiddruck, wenn das Schmiermittel in dem druckausgleichenden Element bei einer maximalen Ausdehnung liegt. Beim Betrieb über einen langen Zeitraum verringert sich das Volumen des Schmiermittels normalerweise.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine Bohrlochpumpemanordnung beinhaltet eine Bohrlochfluidpumpe, einen Motor und einen Dichtungsabschnitt zwischen dem Motor und der Bohrlochfluidpumpe. Der Dichtungsabschnitt weist eine Welle zum Übertragen der Drehung einer Motorantriebswelle auf eine Pumpenantriebswelle auf. Der Dichtungsabschnitt weist ein Gehäuse mit mindestens einem Führungselement mit einem Wellendurchgang auf, durch welchen sich die Dichtungsabschnittswelle erstreckt. Das Führungselement definiert eine Kammer innerhalb des Gehäuses. Ein Ausgleichselement weist ein oberes Ende auf, das mit dem Führungselement um den Wellendurchgang in abdichtendem Eingriff steht, und ein Inneres, das in Fluidverbindung mit Motorschmiermittel in dem Motor steht. Eine Dichtung dichtet um die Welle an dem Wellendurchgang herum ab, zum Verhindern, dass Bohrlochfluid in den Wellendurchgang eintritt. Eine Bohrlochfluiddrucköffnung in dem Dichtungsabschnitt übt Bohrlochfluiddruck auf ein Äußeres des Ausgleichselements aus.
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Eine Schmiermittelpumpe befindet sich innerhalb des Wellendurchgangs unterhalb der Dichtung. Die Schmiermittelpumpe steht in Fluidverbindung mit dem Schmiermittel in dem Ausgleichselement steht und von der Dichtungsabschnittswelle angetrieben wird, um einen Druck auf einen ringförmigen Raum zwischen der Schmiermittelpumpe und der Dichtung auszuüben, der größer ist als der Bohrlochfluiddruck auf dem Äußeren des Ausgleichselements.
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Eine Rückführöffnung, die sich innerhalb des Führungselements von dem ringförmigen Raum zu dem Inneren des Ausgleichselements erstreckt, um Schmiermittel, das von der Schmiermittelpumpe abgeleitet wurde, zurückzuführen. Ein Labyrinth-Rohr kann an dem Auslass der Rückführöffnung befestigt sein. Das Labyrinth-Rohr erstreckt sich innerhalb des Ausgleichselements nach unten zu einem unteren Abschnitt des Ausgleichselements, um das Schmiermittel, das von der Schmiermittelpumpe gepumpt wird, abzuleiten.
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Ein Entlüftungskanal erstreckt sich durch das Führungselement von dem ringförmigen Raum zu einem Inneren des Gehäuses an dem Äußeren des Ausgleichselements. Ein Rückschlagventil ermöglicht das Auslassen von Schmiermittel durch den Entlüftungskanal, wenn der Schmiermitteldruck den Bohrlochfluiddruck um eine ausgewählte Menge überschreitet. Die Schmiermittelpumpe wird bei einem Auslassdruck betrieben, der niedriger ist als die ausgewählte Menge des Rückschlagventils.
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Die Schmiermittelpumpe weist mindestens einen schraubenförmigen Flusskanal auf. In einer Ausführungsform umfasst die Schmiermittelpumpe eine Hülse, die sich mit der Welle dreht und mindestens einen externen schraubenförmigen Flusskanal aufweist. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schmiermittelpumpe eine nicht-drehende Hülse mit mindestens einem internen schraubenförmigen Flusskanal.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Sodass die Art und Weise, auf welche de Merkmale, Vorteile und Aufgaben der Offenbarung, sowie andere, die offensichtlich werden, verwirklicht werden und ausführlicher verstanden werden können, kann eine genauere Beschreibung der Offenbarung, die oben kurz zusammengefasst ist, durch Bezug auf die Ausführungsform davon erhalten werden, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht wird, wobei die Zeichnungen ein Teil dieser Beschreibung sind. Es ist jedoch anzumerken, dass die Zeichnungen nur eine bevorzugte Ausführungsform der Offenbarung illustrieren und daher nicht als begrenzend für deren Umfang betrachtet werden sollen, da die Offenbarung andere gleich wirksame Ausführungsformen erlauben kann.
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1 ist eine schematische Seitenansicht einer Pumpenanordnung gemäß dieser Offenbarung.
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2 ist eine Querschnittsansicht eines oberen Bereichs des Dichtungsabschnitts von 1, die eine obere interne Schmiermittelpumpe zeigt.
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3 ist eine Querschnittsansicht eines Zwischenteils zwischen zwei Kammern des Dichtungsabschnitts der Pumpenanordnung von 1, die eine untere interne Schmiermittelpumpe zeigt.
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der internen Schmiermittelpumpen von 2 und 3.
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5 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der internen Schmiermittelpumpen von 2 und 3.
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6 ist eine perspektivische Ansicht von noch einer weiteren Ausführungsform der internen Schmiermittelpumpen von 2 und 3.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Verfahren und Systeme der vorliegenden Offenbarung werden nun im Nachfolgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen die Ausführungsformen gezeigt sind, ausführlicher beschrieben werden. Die Verfahren und Systeme der vorliegenden Offenbarung können in vielen verschiedenen Formen vorliegen und sollten nicht als begrenzend für die hierin dargelegten veranschaulichten Ausführungsformen angesehen werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung umfassend und vollständig ist, und ihren Umfang komplett an den Fachmann vermitteln. Die gleichen Zahlen beziehen sich überall auf gleiche Elemente.
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Mit Bezug auf 1 wird ein Bohrloch mit Gehäuse 11 als eine elektrische Tauchpumpenanordnung (ESP) 13 enthaltend veranschaulicht. ESP 13 weist einen Motor 15 auf, der normalerweise ein elektrischer Dreiphasenmotor ist. Motor 15 ist mit einem dielektrischen Motorschmiermittel gefüllt. Ein Druckausgleicher oder Dichtungsabschnitt 17 weist Merkmale zum Ausgleichen des internen Drucks des Motorschmiermittels mit dem hydrostatischen Druck von Bohrlochfluid auf, das den Motor 15 umgibt. Dichtungsabschnitt 17 kann sich oberhalb Motor 15 befinden, wie gezeigt, und wird in Fluidverbindung mit dem Motorschmiermittel in Motor 15 sein. Motor 15 weist eine Antriebswellenanordnung auf, die sich durch Dichtungsabschnitt 17 erstreckt und eine Pumpe 19 antreibt. Pumpe 19 kann eine Zentrifugalpumpe mit einer großen Zahl von Stufen sein, wobei jede Stufe ein Flügelrad und einen Verteiler aufweist. Alternativ kann Pumpe 19 eine andere Art sein, wie beispielsweise eine fortschreitende Exzenterschneckenpumpe. Pumpe 19 weist einen Einlass 21 zum Ansaugen von Bohrlochfluid auf.
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Ein Förderrohrstrang 23 erstreckt sich zu einem Bohrlochkopf (nicht gezeigt) und Stützen ESP 13. Rohr 23 kann Abschnitte umfassen, die durch Gewinde aneinander befestigt sind. Alternativ kann Rohr 23 eine kontinuierliche Rohrschlange umfassen. Ein Stromkabel 25 erstreckt sich von dem Bohrlochkopf nach unten und ist an Rohr 23 geschnallt. Ein Motorleitungsdraht 27 ist an einem Spleiß oder Verbindung 29, die sich oberhalb von ESP 13 befindet, mit Stromkabel 25 verbunden. Motorleitungsdraht 27 erstreckt sich entlang ESP 13 und weist an seinem unteren Ende einen Motorleitungsdrahtstecker 31 auf, der in eine Buchse an dem oberen Ende von Motor 15 einsteckbar ist. In diesem Beispiel leitet Pumpe 19 Bohrlochfluid durch ihr oberes Ende in Rohr 23 ab. Wenn Rohr 23 eine kontinuierliche Rohrschlange ist, könnte sich Stromkabel 25 innerhalb der Rohrschlange befinden, wobei Pumpe 19, in dem Fall, in den Ring in Gehäuse 11, das die Rohrschlange umgibt, ableiten würde.
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Motor 15, Pumpe 19 und Dichtungsabschnitt 17 umfassen Module, die getrennt voneinander zu einer Bohrlochstelle gebracht wurden, dann durch verschraubte Flansche oder Gewinderinge aneinander befestigt wurden. ESP 13 kann andere Module aufweisen, wie beispielsweise einen Gastrenner und eine Drucklagereinheit. Alternativ könnte eine Drucklagereinheit als Teil von Dichtungsabschnitt 17 gebildet sein. Motor 15, Pumpe 19 und Dichtungsabschnitt 17 könnten jeweils in mehr als einem Modul gebildet sein und in Tandem verbunden sein.
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In diesem Beispiel weist Dichtungsabschnitt 17 ein Gehäuse auf, das mit einem unteren Gehäuse oder Kammer 33 und einem oberen Gehäuse oder Kammer 35 gezeigt ist; es ist jedoch nur eine einzelne Kammer möglich. Die Begriffe „ober“ und „unter“ und dergleichen werden lediglich zweckmäßigerweise verwendet und nicht auf eine begrenzende Art und Weise. ESP 11 könnte in schrägen und horizontalen Abschnitten von Bohrlöchern installiert werden. Die untere Kammer 33 und obere Kammer 35 sind durch eine Zwischen-Schraubverbindung oder Führungselement 37 aneinander befestigt. Das Zwischen-Führungselement 37 weist normalerweise externe Gewinde auf, die an internen Gewinden in der unteren Kammer 33 und in der oberen Kammer 35 befestigt sind. Ein Boden- oder unteres Führungselement 39 an dem unteren Ende der unteren Kammer 33 befestigt Dichtungsabschnitt 17 an einem unteren Modul, welches in dem Beispiel von 1 der Motor 15 wäre. Ein Kopf- oder oberes Führungselement 40 an dem oberen Ende der oberen Kammer 35 befestigt Dichtungsabschnitt 17 an einem weiteren Modul, welches in dem Beispiel von 1 die Pumpe 19 wäre.
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Mit Bezug auf 2 enthält die untere Kammer 35 einen flexiblen oberen Behälter oder Ausgleichselement 41, das ein Elastomerbeutel sein kann, wie gezeigt, ein Metallbalg oder eine andere Vorrichtung. Das obere Ausgleichselement 41 ist ein rohrförmiges Element mit einem kreisförmigen unteren Ende, das mit der Oberseite des Zwischen-Führungselements 37 (3) abgedichtet ist, und einem kreisförmigen oberen Ende, das mit der Unterseite des oberen Führungselements 40 abgedichtet ist. In diesem Beispiel dichtet das obere Ausgleichselement 41 einen oberen Kammeradapter 43 ab, der wiederum mit dem unteren Ende des oberen Führungselements 40 verbunden ist und als Teil des oberen Führungselements 40 angesehen werden kann.
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Das obere Führungselement 40 weist in ihrem oberen Ende Gewindebohrungen 45 auf, zum Verbinden von Dichtungsabschnitt 17 mit Pumpe 19 (1) oder mit einem Gastrenner, wenn einer verwendet wird. Alternativ könnte ein drehbarer Gewindering angewendet werden. Das obere Führungselement 40 weist einen oberen Hohlraum 47 auf, der bei dem hydrostatischen Bohrlochfluiddruck in der Bohrung mit Bohrlochfluid gefüllt wird. Ein Wellendurchgang oder Bohrung 49 erstreckt sich axial durch Adapter 43 und unteres Führungselement 40. Dichtungsabschnittantriebswelle 51 erstreckt sich durch Wellendurchgang 49 und weist verzahnte untere und obere Enden zur Verbindung der Antriebswellen in Motor 15 und Pumpe 19 (1) auf.
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Eine Wellendichtung 53 befindet sich in Wellendurchgang 49 und in Hohlraum 47, um gegen Austritt von Bohrlochfluid um Welle 51 herum und unter Wellendurchgang 49 abzudichten. Wellendichtung 53 ist als eine herkömmliche Gleitringdichtung mit einer nicht-drehenden Grundplatte 55, die mit Wellendurchgang 49 abgedichtet ist, veranschaulicht. Eine drehende Komponente oder Laufrad 57 koppelt über eine Elastomermuffe oder Balg 59 mit Welle 51 zur Drehung damit. Laufrad 57 ist durch eine Feder, die in Balg 59 integriert ist, gegen Grundplatte 55 vorgespannt und steht in drehbarem Eingriff mit Grundplatte 55. Wellendichtung 53 arbeitet am besten, wenn zwischen Grundplatte 55 und Laufrad 57 leichter Austritt erfolgt, um einen Flüssigkeitsfilm zwischen der Oberfläche von Laufrad 57 und der Oberseite von Grundplatte 55 zu schaffen.
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Eine Verbindungsöffnung 61 erstreckt sich von durch oberes Führungselement 40 von Hohlraum 47 zu einem Außenbereich der oberen Kammer 63, der sich innerhalb der oberen Kammer 35 außerhalb von dem oberen Ausgleichselement 41 befindet. Verbindungsöffnung 61 übermittelt Bohrlochfluid frei zwischen Hohlraum 47 und Außenbereich 63. Eine oder mehrere Füllöffnungen 65 (zwei gezeigt) erstrecken sich radial von dem Äußeren von oberem Führungselement 40 zu Wellendurchgang 49. Füllöffnungen 65 werden während dem Füllen von Schmiermittel in das Innere des oberen Ausgleichselements 41 angewendet, dann mit einem Schraubdeckel 67 geschlossen. Ein Rückschlagventildurchgang 69 erstreckt sich von einer der Füllöffnungen 61 nach unten zu Außenbereich 63. Ein Rückschlagventil 71 in Rückschlagventildurchgang 69 wird dem Schmiermittel ermöglichen aus dem Inneren von Ausgleichselement 41 in Außenbereich 63 ausgestoßen zu werden, wenn der Schmiermitteldruck in Ausgleichselement 41 den Bohrlochfluiddruck in Außenbereich 63 um eine ausgewählte Menge überschreitet, wie beispielsweise 7 psi. Eine Steigerung des internen Schmiermitteldrucks in Ausgleichselement 41 gegenüber dem Druck in Außenbereich 63 kann aufgrund einer Temperatursteigerung des Schmiermittels erfolgen, während ESP 13 in ein Bohrloch abgesenkt wird und während die ESP betrieben wird.
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Ein Führungsrohr 73 ist an dem Bereich von Wellendurchgang 49 in Adapter 43 befestigt und erstreckt sich nach unten um Welle 51. Ein Führungsrohrring zwischen Führungsrohr 73 und Welle 51 übermittelt Schmiermittel von Motor 15 (1) durch Führungsöffnungen 75 zu dem Inneren von Ausgleichselement 41.
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Eine interne Schmiermittelpumpe 77, die von Welle 51 angetrieben wird, ist in Wellendurchgang 49 innerhalb des oberen Führungselements 40 montiert.
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Schmiermittelpumpe 77 kann eine Vielzahl von Typen sein; in diesem Beispiel ist die Schmiermittelpumpe 77 ein Induktor-Typ mit einer Hülse 79, die an Welle 51 angebracht ist, wie beispielsweise durch einen Schlüssel, zur Drehung im Einklang. Hülse 79 weist eine oder mehrere externe, schraubenförmige Nuten oder Flusskanäle 81 auf, die mindestens eine Wendel definieren. Hülse 79 kann sich innerhalb einer stationären Buchse 82, die in Wellendurchgang 49 montiert ist, befinden und sich relativ dazu drehen. Schmiermittelpumpe 77 befindet sich unter Wellendichtungsgrundplatte 55, wodurch ein ringförmiger Raum 83 um Welle 51 herum zwischen Schmiermittelpumpe 77 und Wellendichtung 53 definiert wird.
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Ein Rückführdurchgang 85 erstreckt sich von dem ringförmigen Raum 83 über eine der Füllöffnungen 65 zu dem unteren Ende von dem oberen Führungselement 40. In diesem Beispiel ist ein nach oben gerichteter ringförmiger Kanal oder Galerie 87 in Adapter 43 passgenau mit dem Auslass des Rückführdurchgangs 85 angeordnet. Eine Adapter-Rückführungsöffnung 89 in Adapter 43 erstreckt sich von Gallerie 87 zu einem Labyrinth-Rohr 91. Labyrinth-Rohr 91 erstreckt sich parallel mit Führungsrohr 73 innerhalb Ausgleichselement 41 und weist ein offenes unteres Ende in der Nähe des Bodens von der oberen Kammer 35 des Dichtungsabschnitts auf, wie in 3 gezeigt.
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Während des Betriebs von ESP 13 verursacht Schmiermittelpumpe 77 eine leichte Steigerung des Drucks P1 des Schmiermittels in ringförmigem Raum 83 gegenüber Druck P2 innerhalb des Inneren des Ausgleichselements 41. Der erhöhte Druck P1 kann nur um etwa 2 psi über Druck P2 liegen und ist immer weniger als der Druck, der benötigt wird, um Rückschlagventil 71 zu öffnen. Der Druck P1 wird zu dem Inneren von Balg 59 übermittelt und um Öffnungen 65 zu füllen. Das Ausgleichselement 41 veranlasst den internen Schmiermitteldruck P2 sich mit dem Bohrlochfluiddruck P3 außerhalb von ESP 13 (1) auszugleichen. Folglich wird der Auslassdruck P1 von Schmiermittelpumpe 77 normalerweise leicht höher sein als der Bohrlochfluiddruck P3 in oberem Hohlraum 47, wodurch leichter Austritt von Schmiermittel aus dem Inneren von Ausgleichselement 41 über die Schnittstelle zwischen dem Dichtungslaufrad 57 und der Dichtungsgrundplatte 55 zum Schmieren erzeugt wird.
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Der Teil des Schmiermittels, der von Schmiermittelpumpe 77 gepumpt wird, der nicht an der Dichtung 53 vorbei in den oberen Hohlraum 47 austritt, wird Rückführungsdurchgang 85, 87 und 89 nach unten zu Labyrinth-Rohr 91 rückgeführt. Der Schmiermittelteil könnte aufgrund seiner Rückführung in Kontakt mit Wellendichtung 53 leicht mit Bohrlochfluid verschmutzt sein. Der rückgeführte Teil von Schmiermittel leitet in das untere Ende des Ausgleichselements 41 ab. Typischerweise ist jegliches Bohrlochfluid innerhalb des rückgeführten Teils von Schmiermittel schwerer als das Schmiermittel, wodurch die Möglichkeit verringert wird, dass das Bohrlochfluid nach oben wandert, Führungsrohröffnung 75 betritt und nach unten in Motor 15 (1) fließt. Aufgrund des entworfenen leichten Austritts, an Wellendichtung 53 vorbei in den oberen Hohlraum 47, könnte ein Reservoir in ESP 13 beinhaltet sein, um zusätzliches Schmiermittel zu halten, wie beispielsweise an dem unteren Ende von Motor 15 (1).
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Wie in 3 gezeigt, können ähnliche Anordnungen in der unteren Kammer 33 vorgenommen werden, wenn eine angewendet wird. In dieser Ausführungsform ist ein Führungsrohradapter 93 abdichtend an einer Oberseite des Zwishen-Führungselements 37 befestigt. Das Führungsrohr der oberen Kammer 73 weist ein unteres Ende auf, das an einer Zentralöffnung innerhalb des Führungsrohradapters 93 befestigt ist. Das Zwischen-Führungselement 37 weist einen oberen Hohlraum 95 auf und Führungsrohradapter 93 definiert ein oberes Ende des Hohlraums 95. Eine Wellendichtung 97, die gleich sein kann wie Wellendichtung 53 (2) ist um Welle 51 innerhalb Hohlraum 95 montiert. Hohlraum 95 steht in Fluidverbindung mit Schmiermittel in dem Ring des Führungsrohrs der oberen Kammer 73.
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Ein Zwischenadapter 99 ist an der Unterseite von Zwischenführungselement 37 befestigt. Ein unteres Ausgleichselement 101 weist ein oberes Ende auf, das an Adapter 99 befestigt ist. Ein Wellendurchgang 103 erstreckt sich durch Adapter 99 und Zwischen-Führungselement 37. Eine Verbindungsöffnung 105 erstreckt sich durch Adapter 99 und Zwischen-Führungselement 37, wodurch das Innere des oberen Ausgleichselements 41 mit einem Außenbereich der unteren Kammer 107 verbunden wird, welcher sich außerhalb von dem unteren Ausgleichselement 101 befindet. Eine oder mehrere Füllöffnungen 109 können sich von dem Äußeren von Zwischen-Führungselement 37 zu Wellendurchgang 103 erstrecken. Deckel 111 an dem Äußeren von Ziwschen-Führungselement 37 schließen Füllöffnungen 109 nach dem Füllen des Dichtungsabschnitts 17 (1) mit Schmiermittel. Ein Rückschlagventildurchgang 113 weist ein Rückschlagventil 115 auf und erstreckt sich von einer der Füllöffnungen 109 zum Außenbereich der unteren Kammer 107. Rückschlagventil 115 ermöglicht den Fluss nach unten von Wellendurchgang 103 in den Außenbereich der unteren Kammer 107, wenn der Schmiermitteldruck in Ausgleichselement 101 eine ausgewählte Menge überschreitet, wie beispielsweise 7 psi.
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Ein Führungsrohr 117 ist an Wellendurchgang 103 innerhalb Adapter 99 befestigt. Führungsrohr 117 ist an unterem Führungselement 39 (1) befestigt und weist in der Nähe seines oberen Endes Führungsrohröffnungen 119 auf. Ein Ring, der Welle 51 innerhalb von Führungsrohr 117 umgibt, verbindet Schmiermittel in Motor 15 (1) mit dem Inneren von dem unteren Ausgleichselement 101.
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Eine Schmiermittelpumpe der unteren Kammer 121, die identisch zu der Schmiermittelpumpe der oberen Kammer 77 (2) sein kann, ist innerhalb Adapter 99 in Wellendurchgang 103 montiert. Schmiermittelpumpe 121 und Wellendichtung 97 definieren zwischen ihnen einen ringförmigen Raum 123 in Wellendurchgang 103. Ein Rückführungsdurchgang 125 ermöglicht, dass Schmiermittel von dem ringförmigen Raum 123 zu einem unteren Teil des Ausgleichselements der unteren Kammer 101 fließt. In diesem Beispiel erstreckt sich Rückführungsdurchgang 125 nach unten von einer der Füllöffnungen 109 zu einem ringförmigen Kanal oder Galerie 127 auf der Oberseite von Adapter 99. Ein Adapter-Rückführungsdurchgang 129 in Adapter 99 führt von Galerie 127 zu einem Labyrinth-Rohr 131 in dem Ausgleichselement der unteren Kammer 101. Labyrinth-Rohr 131 erstreckt sich in dem unteren Ausgleichselement 101 nach unten und weist ein offenes unteres Ende (nicht gezeigt) in der Nähe des oberen Endes von unterem Führungselement 39 (1) auf.
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Die untere Schmiermittelpumpe 121 ist bemessen, um einen Ableitungsdruck P1 zu erzeugen, der niedriger ist als der Druck, der benötigt wird, um Rückschlagventil 115 zu öffnen. Der Druck P1, der in dem ringförmigen Raum 123 geschaffen wird, ist leicht höher als der Druck P2 in dem Ausgleichselement der unteren Kammer 101. Ausgleichselement 101 gleicht Schmiermitteldruck P2 mit dem hydrostatischen Bohrlochfluiddruck P3 aus. Ein Teil des Schmiermittelflusses von der unteren Schmiermittelpumpe 121 kann nach außen an Wellendichtung 97 vorbei in Hohlraum 95 austreten. Ein Teil des Schmiermittelflusses von der unteren Schmiermittelpumpe 121 durchfließt Rückführdurchgang 125, 127 und 129 und nach unten durch Labyrinth-Rohr 131.
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4–6 veranschaulichen Alternativen zu Schmiermittelpumpe 77 (2) und 121 (3). In 4 ist die Schmiermittelpumpe eine nicht-drehende Buchse oder Hülse 133 mit einer Vielzahl von internen, schraubenförmigen Nuten oder Flusskanälen 135, die in ihrer inneren Seitenwand gebildet sind. Welle 51 (2) dreht sich innerhalb von Hülse 133. In 5 weist diese Schmiermittelpumpe auch eine nicht-drehende Hülse 137 auf. Hülse 137 weist in ihrer zylindrischen Innenwand eine einzelne schraubenförmige Nut 139 auf. Die schraubenförmige Nut 139 wendet sich mehrfach von dem unteren zu dem oberen Ende von Hülse 137. In 6 weist nicht-drehende Hülse 141 eine einzelne schraubenförmige Nut 143 auf, die keine vollständige 360-Grad-Wendung von dem unteren zu dem oberen Ende von Hülse 141 durchführt.
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Es ist ferner zu verstehen, dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf die exakten Konstruktionsdetails, Betrieb, die exakten Materialien oder gezeigten und beschrieben Ausführungsformen begrenzt ist, da dem Fachmann Modifikationen und Äquivalente offensichtlich sind. In den Zeichnungen und der Beschreibung wurden veranschaulichende Ausführungsformen offenbart und sie werden nur im allgemeinen und beschreibenden Sinne verwendet und nicht zum Zwecke der Begrenzung, obwohl spezielle Begriffe angewendet werden.
