磁懸浮水環輸送泵的製作方法
2024-02-23 20:31:15 1
本發明專利是一種液環水膜輸送的水環輸送泵，涉及一種用於輸送原油、泥漿、泥砂等粘稠物質時採用的液環輸送技術。
背景技術：
我國稠油開採始於20世紀50年代末，隨著採油技術的發展，稠油產量越來越大。目前中國石油天然氣總公司稠油日產量約為15萬桶，國內稠油產量大約佔原油總產量的30％～35％。當粘稠油沿管道流動時，由於粘度很大，通常處於層流狀態，此時摩阻主要是原油與管壁間的摩擦以及管壁附近各油層間的相互剪切。若常溫下輸送高粘稠油，則管線壓力必然很高，甚至原油粘在管壁上而無法輸送。加熱、稀釋和乳化是目前解決稠油輸送問題的主要辦法。傳統的稠油運輸方式，都不同程度地存在一些問題，如能耗大、管道建設費用高、油品品質變化大等。因此，國內亟需新型稠油輸送技術的出現來解決上述出現的問題，降低稠油輸送成本。
水環輸送技術是一種新型的管道運輸技術。液環技術就是向稠油中摻入一定量的低粘度不相溶液體(一般為水)，在輸送過程中，將油流的速度控制在某一範圍內，可形成環狀流,粘度大的稠油作為芯流引入輸送管道中被水包圍，不與管壁接觸，這層液環能吸收管壁和流體之間存在的剪切應力，從而減小了流動阻力。低粘液環輸送工業性實驗表明,這種輸送工藝技術在重質高粘易凝原油輸送方面有著誘人的前景。
水環水膜生產實際中存在一個問題，那就是液環水膜會隨著運輸距離的增長而失穩。其原因在於低粘度流體與高粘度流體的密度差，隨著運輸時間加長，同心環狀流變為偏心環狀流，繼而失去環狀流形狀，進入失穩區，低粘高粘流體混合。此時，減阻能力大大減小。
技術實現要素：
要解決的技術問題
基於以上原因，有必要提供一種應用於改善高粘油輸送的新型水環輸送泵，為水環加壓同時再次穩定。
技術方案：包括旋轉法蘭、保護外殼、徑向定子、徑向線圈繞組、推力盤、軸向定子、支撐部件、密封部件、功率放大器、傳感器、控制器、軸向線圈繞組、轉子、永磁鐵、螺旋葉片。
所述旋轉法蘭與轉子內徑厚度相同，通過支撐部件與密封部件無縫連接；所述推力盤與轉子連接，推力盤在軸向定子作用下產生轉矩，帶動轉子轉動；所述永磁鐵，內嵌在轉子外壁上；所述徑向線圈繞組纏繞在徑向定子上，在電流通過時，產生懸浮力；所述傳感器、功率放大器、控制器安裝在定子轉子上，感應其位置角度的變化，轉子受到一個向下的擾動，就會偏離其參考位置，這時傳感器檢測出轉子偏離參考點的位移，作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號，然後功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流，控制電流在執行磁鐵中產生磁力，從而驅動轉子返回到原來平衡位置。因此，不論轉子受到向下或向上的擾動，轉子始終能處於穩定的平衡狀態；所述的螺旋葉片與轉子內壁相連，二者的連接可以拆卸，隨時根據不同的水油粘度比密度比更換不同尺寸的螺旋葉片，水流與螺旋葉片順勢接觸，形成穩定的螺旋流，最終在水環出口處形成螺旋低粘水包裹攜帶高粘油向前流動的螺旋液環水膜，螺旋葉片可提供足夠大的旋轉速度保證離開發生器後仍能保持一定的螺旋轉速，這樣在管道中水油同時處於螺旋向前運動狀態產生離心力，高粘油不易產生油觸與壁面接觸粘連。
磁懸浮水環輸送泵可以節省能量消耗，無需添加乳化藥劑，不會帶來二次汙染；輸送過程不需要加熱也不需要建造保溫良好耗資巨大的管道；由於沿程摩阻極小相當於運輸低粘度流體，中途不需要建造高壓力泵站提供動力；後續處理工序簡單，具有很強的工業實用價值。
附圖說明
圖1：磁懸浮水環輸送泵結構示意圖；
1-旋轉法蘭、2-保護外殼、3-徑向定子、4-徑向線圈繞組、5-推力盤、6-軸向定子、7-支撐部件、8-密封部件、9-功率放大器、10-傳感器、11-控制器、12-軸向線圈繞組、13-轉子、14-永磁鐵、15-螺旋葉片。
圖2：轉子剖面示意圖；
具體實施方式
現結合附圖，對作本發明進一步描述：
圖1為本發明專利裝置結構示意圖，包括1-旋轉法蘭、2-保護外殼、3-徑向定子、4-徑向線圈繞組、5-推力盤、6-軸向定子、7-支撐部件、8-密封部件、9-功率放大器、10-傳感器、11-控制器、12-軸向線圈繞組、13-轉子、14-永磁鐵、15-螺旋葉片。
本實施方案提供的磁懸浮水環輸送泵進行高粘油品輸送的具體步驟為：
首先打開線圈繞組開關，使轉子懸浮，然後打開控制器、功率放大器、傳感器，水環經過旋轉法蘭進入磁懸浮式水環輸送泵，然後通過調節控制器，使轉子穩定轉動，在轉子的帶動下其中的螺旋葉片隨之轉動，在高速旋轉的情況下帶動低粘液形成穩定液環，螺旋葉片可在不破壞液環的情況下最大限度的增加接觸面積，為液環的維持提供足夠離心力，同時在被輸送物質與管道壁面發生粘連接觸時，憑藉轉速差斬斷接觸，使被輸送物質恢復被包裹狀態。
本實施方式只是對本專利的示例性說明，並限定它的保護範圍，本領域技術人員還可以對其局部進行改變，只要沒有超出本專利的精神實質，都在本專利的保護範圍內。