一種多相流螺杆混輸泵的製作方法

2024-03-24 21:02:05

專利名稱：一種多相流螺杆混輸泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油開採中所使用的油氣輸送設備，具體指一種多相流螺杆混 輸泵。
背景技術：
目前國內的石油開採中， 一般要在油田附近建設原油的粗加工裝置，將原油粗加工 後再輸送到煉油廠進行精加工，這樣不僅增加了基礎建設的費用，而且輸送費用也較高。 因此人們希望能夠通過將原油直接遠距離輸送到計量站或者原油加工廠來節約生產成 本，那麼所採用的輸送泵的輸送效率和輸送能力就成了解決該問題的關鍵。目前使用最 多的是雙螺杆多相混輸泵，這種泵是一種容積泵，其通過主動螺杆和從動螺杆兩根螺杆 在泵體內的嚙合轉動來輸送物料；相互嚙合的螺杆與泵體組成互不相通的容積衡定的密 封腔，將吸入腔與排出腔隔開來。當電機帶動主動螺杆旋轉時，這些密閉容積載著所輸 送物料沿軸線作勻速直線移動，就將物料從入口輸送到出口。由於受到壓縮腔內高壓力 的影響，通常這類螺杆混輸泵只能在含氣率極低的情況下才能正常工作，其工作效率隨 含氣率的上升而降低。為了提高含氣率高的石油的輸送效率，人們寄希望通過改善螺杆 齒形的結構來提高輸送效率。改善後的螺杆基本上採用漸開線擺線齒形，為了使螺杆能 密封，螺杆上有齒形部分的長度必須大於從動螺杆的導程。經改進的螺杆混輸泵可以輸 送含氣率低於80%的開採油，並且輸送效率也有所提高。但是該種結構的泵隨之帶來的 問題是隨著螺杆的轉動，由於吸入的物料含有一定的氣體量，所述物料隨著螺杆的轉 動，其在壓縮腔內的壓力越來越大，如果不及時分流壓力，那麼就會損傷機器；因此如 果能在泵體上設置可以卸壓的機構，不僅可以及時地分流壓縮腔內的壓力，而且可以在 不影響輸送效率的情況下輸送含氣率更高的開採油。同時，由於石油開採過程中所開採 出來的原油不僅含有氣體，還可能會含有泥沙等固體顆粒。所以迫切需要一種能夠輸送 含有液、氣、固三相的原油輸送設備。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的狀況，提供一種可自動卸荷且具 有高輸送效率的多相流螺杆混輸泵。本實用新型所要解決的另一個技術問題是針對現有技術的狀況，提供一種可以輸送 氣、液、固三相、而不會影響輸送效率的多相流螺杆混輸泵。
本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為該多相流螺杆混輸泵，包括泵 體、相互嚙合的主動螺杆、從動螺杆，其特徵在於相互嚙合兩個螺杆的陰、陽轉子之 間形成密閉的壓縮腔，螺杆和泵體之間分別形成吸入腔和排出腔，所述的泵體上設有連 通壓縮腔和排出腔的卸荷孔。當螺杆在電機的帶動下轉動時，物料從吸入腔進入陰、陽 轉子所形成的壓縮腔，壓縮腔載著所輸送物料沿螺杆軸線運動，將物料從入口送到出口； 與此同時，壓縮腔的容積從入口到出口越來越小，腔內所載物料受到壓縮，壓力沿物料 的流向逐漸升高，當壓縮腔內壓力超過排出腔壓力時，壓縮腔內壓力會從卸荷孔自動流 向排出腔，隨排出腔內的物料一起流向出口，實現壓縮腔內的壓力卸荷。這樣不僅可使 該多相流螺杆混輸泵的輸送效率大大提高，而且所輸送物料的含氣率可以達到100%， 同時有效地避免了壓縮腔內因壓力過大而對螺杆壽命所造成的損傷。
所述卸荷孔可以根據具體的工況來具體確定，較好的，可以取卸荷孔處的卸荷流速 為出口處排出流速的5 10倍。
為了保證吸入腔和排出腔的密封，可以在所述的吸入腔的入口處設有吸氣座，所述 的排出腔的出口處設有排氣座，以避免進、出物料的洩漏。
通常的螺杆混輸泵只能輸送特定氣液比的物料，而對於含有固相的物料卻無能為 力。我們可以通過在所述的陰轉子的齒頂上設有刮除泥沙的刮筋，在陽轉子的齒根上設 有吸納泥沙的泥槽，實現含有固相的物料的輸送。
與現有技術相比，由於本實用新型在泵體上開設了自動卸荷孔，使該多相流螺杆混 輸泵在高輸送率的情況下所引起的壓縮腔內的高壓力能夠及時、自動地完成卸荷，實現 了被輸送物料中氣體含量在0 100%時的高輸送率，並且有效避免了螺杆的損傷，延長 了螺杆的使用壽命；同時，泥槽和刮筋的設計，允許物料中含有一定的固相，實現了保 證高輸送率情況下的氣、液、固多相物料的輸送。本實用新型結構簡單，實用性強，輸 送效率高。


圖1為本實用新型的實施例的裝配結構剖視圖2為本實用新型的實施例中卸荷孔、排氣座和吸氣座的裝配結構剖視圖3為本實用新型的實施例中相互嚙合的一對陰、陽轉子的示意圖4為本實用新型的實施例中螺杆嚙合時壓縮腔、吸入腔和排出腔的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
如圖1和圖2所示，主動螺杆1，從動螺杆2，螺杆外徑為D，螺杆長度為L，L-1.1D， 主動螺杆扭角為30(A為四頭螺杆。從動螺杆扭角為200、為六頭螺杆。同步齒輪5的 傳動比為h 1.5，使兩螺杆嚙合時形成固定的嚙合間隙。四個機械密封3，把所輸送的 物料與潤滑冷卻軸承、齒輪、機械密封的潤滑油分隔開來。平衡活塞4平衡螺杆上所承 受的軸向力。機械密封、軸承、同步齒輪、平衡活塞所需的潤滑油，由單獨的油泵供給。 採用這種結構泵的流量可以從60m3/h 1800m3/h，出口壓力可以達到2.5MPa，吸入壓 力從0.1MPa 1.0MPa之間任意變化。
如圖2所示，該多相流螺杆混輸泵的吸氣座6、泵體7、排氣座9，有關進氣、排 氣口的設計根據所輸送物料的工藝參數按壓縮機的設計方法進行設計。內壓比可以從 1.5 7。如圖2和圖4所示，自動卸荷口 8開設在泵體7上，其設計原則是根據壓縮腔 內的壓力所產生的流速與出口的流速比較來確定的，本實施例中取自動卸荷孔處的流速 為出口流速的七倍設計；卸荷孔連通壓縮腔16和排出腔14，當壓縮腔16中的壓力大於 排出腔14壓力時，壓縮腔16內的物料會通過自動卸荷孔8流進排出腔M，流向排氣座 9的排氣口。
如圖3所示為本實施例螺杆的齒形，其陰、陽轉子的嚙合重疊係數為1.6，這樣可 保證工作連續平穩，和足夠大的傳遞力矩。在陰轉子的齒頂上，設有刮泥沙的刮筋13， 在陽轉子的齒根上設有泥槽12與之共軛。
該多相流螺杆混輸泵工作時，物料從吸氣座6的入口進入泵體7的吸入腔15內， 然後進入陰、陽轉子形成的壓縮腔16，在螺杆的轉動下，沿螺杆軸線方向移動，被送往 排出腔，經排氣座9上的出口排出；由於壓縮腔16的容積越來越小，隨著螺杆的輸送， 壓縮腔16內的物料壓力越來越大，當壓縮腔16內的壓力大於排出腔14內物料的壓力 時，物料就會從自動卸荷孔短路進入排出腔14，以保證壓縮腔內物料的壓力保持在額定 壓力的範圍內。同時，如果物料中含有泥沙等固體顆粒，由於陽轉子的齒頂設有吸納泥 沙的泥槽12，泥沙等固體物料被吸入後，再經設在陰轉子上的刮筋13颳走，所以固相 物料的存在並不影響該多相流螺杆混輸泵的使用，從而實現了多相物料的高效率輸送。
權利要求1、一種多相流螺杆混輸泵，包括泵體、相互嚙合的主動螺杆、從動螺杆，其特徵在於相互嚙合兩個螺杆的陰、陽轉子之間形成密閉的壓縮腔，螺杆和泵體之間分別形成吸入腔和排出腔，所述的泵體上設有連通壓縮腔和排出腔的卸荷孔。
2、 根據權利要求1所述的多相流螺杆混輸泵，其特徵在於所述卸荷孔處的卸荷 流速是排出腔出口處排出流速的5 10倍。
3、 根據權利要求1所述的多相流螺杆混輸泵，其特徵在於所述的吸入腔的入口 處設有吸氣座，所述的排出腔的出口處設有排氣座。
4、 根據權利要求1所述的多相流螺杆混輸泵，其特徵在於所述的陰轉子的齒頂 上設有刮除泥沙的刮筋，在陽轉子的齒根上設有吸納泥沙的泥槽與之共軛。
專利摘要本實用新型涉及一種多相流螺杆混輸泵，其包括泵體、相互嚙合的主動螺杆、從動螺杆，其特徵在於相互嚙合兩個螺杆的陰、陽轉子之間形成密閉的壓縮腔，螺杆和泵體之間分別形成吸入腔和排出腔，所述的泵體上設有連通壓縮腔和排出腔的卸荷孔。與現有技術相比，由於本實用新型在泵體上開設了自動卸荷孔，使該多相流螺杆混輸泵在高輸送率的情況下所引起的壓縮腔內的高壓力能夠及時、自動地完成卸荷，實現了被輸送物料中氣體含量在0～100％時的高輸送率，並且有效避免了螺杆的損傷，延長了螺杆的使用壽命。
文檔編號F04C15/06GK201144800SQ20072018620
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月20日 優先權日2007年12月20日
發明者剛 陳 申請人:剛 陳