轉子式內壓縮油氣混輸泵機組的製作方法

2023-10-25 02:05:22 2

專利名稱：轉子式內壓縮油氣混輸泵機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉 及一種用於多相介質的輸送容積泵，尤其是一種轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，屬於流體輸送裝置技術領域。
背景技術：
在採油生產過程中，所開採的原油往往含有豐富的石油伴生氣一天然氣。即在石油開採中所要輸送的介質既有液相介質-原油，又含氣相介質_天然氣。傳統的輸送方法是先將介質進行氣液分離，針對液相介質採用泵輸送，而氣相介質的輸送則由壓縮機來進行； 或者在含氣量不穩定的採油區塊，傳統的原油輸送工藝是將各個採油井的原油通過匯管進入增壓站的緩衝罐，少量的含氣原油用傳統的不具有內壓縮功能的混輸泵外輸至下遊的集輸站(轉油站)，當匯管來的介質中含氣較多，傳統的混輸泵不能正常外輸時，則採用通過緩衝罐將過多的天然氣向大氣中排放或燃燒。而先進的油氣混輸工藝則可以回收利用天然氣能源，節約石油開採成本，有利於環境保護、降低消耗、節約資源、實現石油伴生資源的充分回收等，因此得到推廣。長期以來，油氣混輸送大多採用雙螺杆泵完成，其缺點是在輸送介質中含有泥沙等雜質時，很容易磨損。為此，申請號為CN200520093369.8的中國專利申請給出了一種高效雙轉子石油混輸泵，它包括泵體、進口發蘭、出口發蘭，在泵體內組裝主轉子軸和副轉子軸，主轉子軸通過齒輪副傳動聯接副轉子軸，在主、副轉子軸上沿周向均布組裝葉片，在葉片的外端面上鑲裝彈性體。其優點是能實現稠油、泥砂、水、氣混輸的功能，集齒輪泵和葉片泵的優點，提高泵效及使用壽命，且結構簡單緊湊，運行平穩，震動小、噪音低，便於維修。據申請人了解，在採用轉子泵進行油氣混輸時，一直採用如下的輸送系統首先將來自各分散採油井的介質通過匯管引入外輸增壓站的緩衝罐或分離器罐(參見申請號為 CN01266975.X的中國專利申請)。在氣液比小(即氣含量少)的情況下，輸送系統直接由外輸混輸泵輸往油田的集輸站(轉油站)。但在氣液比大(即氣相介質所佔比例多)的情況下，由於傳統結構的混輸泵不具有內壓縮功能，此時泵的運行極易產生氣阻——即泵的有效工作容積為氣體所佔據，氣相介質體積的可壓縮特性使得在泵腔中所輸送介質無法達到輸出壓力，介質不能正常輸出，出現泵排出流量為零的堵塞現象。因而需要通過緩衝罐向大氣中釋放過多的天然氣，減少氣量，以適應泵的輸送要求；甚至不得已採用分離器罐將多相介質進行分離，再採取傳統的氣體管線和液體管線由泵和壓縮機分別輸送。因此，上述輸送系統受限於傳統混輸泵結構，不能實現對天然氣的完全回收。尤其是，各油田的地質條件不同，氣液比是一個變量，更使得氣體完全回收的油氣混輸成為一個難度極高的問題。

實用新型內容本實用新型的目的在於針對上述現有技術存在的局限性，提出一種在各種氣液比情況下，無需緩衝罐即可實現氣體完全回收的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，從而切實解決氣液比不穩定多相介質輸送的難題。為了達到以上目的，本實用新型的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組包括支撐一對相互嚙合共軛轉子的殼體，所述共軛轉子將殼體內的空腔分隔成吸入腔和排出腔，所述吸入腔設有流體進口，所述排出腔設有流體出口，所述共軛轉子與所述流體出口之間設有將所述排出腔分隔成嚙合區域與排出區域的隔離壁，所述隔離壁處裝有至少一個單向閥，當所述單向 閥閉合時，所述嚙合區域與所述排出區域完全隔離，當所述單向閥打開時，所述嚙合區域與所述排出區域連通。工作時，相互嚙合的轉子在傳動機構驅動下連續旋轉，在吸入側，由於轉子突起部位相互漸漸脫開嚙合，空間出現由小到大的容積變化，形成負壓使介質充盈吸入腔空間。充盈介質的空間隨著轉子的運轉，進入排出腔。當轉子的突起部位逐漸進入嚙合時，嚙合空間出現由大到小的容積變化，如充盈的介質為液相介質，由於液體不可壓縮，因此將推開單向閥，流體經排出閥輸出；當充盈的介質為氣相介質或主要為氣相介質時，由於氣體可壓縮， 因此當嚙合腔的壓力小於流體出口外的管線壓力時，被輸送的氣相介質將因轉子的連續運轉而在有限的嚙合區域聚集增壓，很快壓力大於管線壓力，推開單向閥，流體經由排出閥輸送到出口管線中，從而保證本實用新型的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組即使在氣液比不穩定的多相介質輸送過程中，可以持續有效工作，徹底消除氣堵現象，可靠實現被輸送介質的內壓縮輸送過程。現有技術的排出側空間與流體出口外的管線空間始終連通，因此當輸送氣相介質出現阻塞時，輸送泵的排出壓力難以升高，從而導致長時間的堵塞。本實用新型由於隔離壁將排出腔分隔成嚙合區域與排出區域，而嚙合區域的空腔容積有限，因此當輸送氣相介質氣體積聚時，很容易實現內壓縮使壓力升高，以致克服出口管線壓力，推開單向閥，無論氣液比如何變化，均能保持輸送暢通。由此可見，本實用新型以針對性合理的結構改進，無需緩衝罐，妥善解決了多相介質輸送容易出現堵塞的難題，實現了氣體的完全回收。本實用新型進一步的完善是，所述單向閥主要由水平隔離壁上的垂直方向通孔、 位於垂直方向通孔上的重力球、以及位於重力球上方且與殼體固連的限位器構成，所述限位器的下部具有朝下的圓周翻邊，與重力球之間形成間隙。這樣，單向閥的結構十分簡單， 只要克服重力球的自重，即可打開，而限位器不僅可以限制重力球的開啟高度，而且具有水平位置的約束作用，從而保持重力球始終處於可靠的工作狀態。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。


圖1是本實用新型一個優選實施例的結構示意圖。圖2是
圖1的剖視圖。
具體實施方式
實施例本實施例的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組如
圖1、圖2所示，殼體1由下殼體1-1、 上殼體1-2以及上殼蓋1-3構成，組裝十分方便。其中部通過軸承支撐一對相互嚙合共軛轉子4。該共軛轉子4的轉軸處於同一水平面內，將殼體1內的空腔分隔成吸入腔1-4和排出腔1-5。吸入腔1-4的兩側設有流體進口 1-7，排出腔1-5兩側設有流體出口 1-8。共軛轉子4與流體出口 1-8之間設有將排出腔1-5分隔成嚙合區域1-9與排出區域的隔離壁 1-10。該隔離壁1-10的下表面處於與共軛轉子4包絡外圓相切的位置，因此可以形成儘可能小的嚙合腔。隔離壁上裝有分別位於兩共軛轉子上方以及位於兩共軛轉子嚙合區域上方的三個單向閥3。各單向閥分別由水平隔離壁上的垂直方向通孔、嵌在垂直方向通孔上口的閥座1-11、位於垂直方向通孔上的重力球、以及位於重力球上方的限位器2-1構成，可以相互協調配合。閥座1-11的上口具有與重力球形狀相配的錐面倒角。限位器2-1朝上延伸的限位杆2通過螺栓固定在上殼蓋1-3上，限位器2-1的下部具有朝下的圓周翻邊，與重力球之間形成間隙。當單向閥3在重力球的重力作用下，堵住閥座1-11上口處於閉合狀態時，嚙合區域1-9與排出區域完全隔離。當所輸送的介質克服重力球的自重，推開單向閥3 時，嚙合區域1-9與排出區域連通，直達流體出口 1-8。限位器不僅可以限制重力球的開啟高度，而且通過圓周翻遍可以約束重力球在水平面方向的運動，從而保持其與閥座的相對位置，始終處於可靠的工作狀態。正常情況下，單向閥在限位器和閥座之間的 有限空間處於自由狀態。當其兩側的壓差大於重力球自重時，單向閥將被打開，否則處於關閉狀態。與傳統轉子泵(參見CN01266975. X)相比，本實施例的共軛嚙合主從動轉子呈水平位置布置，有助於泵進出口方向由原來水平分布改為低進高出位置分布，由此改善了泵的吸入條件和泵工作腔間隔的密封。實踐證明，本實施例不僅實現了現有技術所不具有的內壓縮功能，因此除了可以保證穩定的氣液混輸工況外，還克服了現有技術的以下缺點1.現有技術在氣態介質從進口到出口輸送過程中，由於泵出口高壓介質可能回流到泵工作腔，因此極易產生嚴重的衝擊和震動，影響泵的密封和運行可靠性；2.現有技術由於共軛嚙合的轉子呈垂直布置，使泵本身的重心偏高，除在交變載荷運行中存在失穩的弊端外，同時，泵工作腔上部滯留的氣態介質，即降低泵密封性能，影響泵的流量和排出壓力；更易形成氣阻。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。例如單向閥也可以採用錐閥等等。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍。
權利要求1.一種轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，包括支撐一對相互嚙合共軛轉子的殼體，所述共軛轉子將殼體內的空腔分隔成吸入腔和排出腔，所述吸入腔設有流體進口，所述排出腔設有流體出口，其特徵在於所述共軛轉子與所述流體出口之間設有將所述排出腔分隔成嚙合區域與排出區域的隔離壁，所述隔離壁處裝有至少一個單向閥，當所述單向閥閉合時， 所述嚙合區域與所述排出區域完全隔離，當所述單向閥打開時，所述嚙合區域與所述排出區域連通。
2.根據權利要求1所述的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，其特徵在於所述單向閥主要由水平隔離壁上的垂直方向通孔、位於垂直方向通孔上的重力球、以及位於重力球上方且與殼體固連的限位器構成，所述限位器的下側具有朝下的圓周翻邊，且與重力球之間形成間隙。
3.根據權利要求1或2所述的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，其特徵在於所述隔離壁的下側表面處於與共軛轉子包絡外圓相切的位置。
4.根據權利要求3所述的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，其特徵在於所述共軛轉子的轉軸處於同一水平面內。
5.根據權利要求4所述的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，其特徵在於所述吸入腔的兩側設有流體進口，排出腔兩側設有流體出口。
6.根據權利要求5所述的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，其特徵在於所述垂直方向通孔的上口嵌有閥座，所述閥座的上口具有與重力球形狀相配的錐面倒角。
7.根據權利要求6所述的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，其特徵在於所述殼體由下殼體、上殼體以及上殼蓋構成，所述限位器朝上延伸的限位杆通過螺栓固定在上殼蓋。
8.根據權利要求7所述的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，其特徵在於所述隔離壁上裝有分別位於排出區域下部以及兩共軛轉子嚙合區域上方的三組單向閥。
專利摘要本實用新型涉及一種轉子式內壓縮油氣混輸泵機組，屬於流體輸送裝置技術領域。該機組包括支撐一對相互嚙合共軛轉子的殼體，共軛轉子將殼體內的空腔分隔成吸入腔和排出腔，吸入腔設有流體進口，排出腔設有流體出口，共軛轉子與流體出口之間設有將排出腔分隔成嚙合區域與排出區域的隔離壁，隔離壁處裝有至少一個單向閥，當單向閥閉合時，嚙合腔與排出腔完全隔離，當單向閥打開時，嚙合腔與排出腔連通。本實用新型的轉子式內壓縮油氣混輸泵機組即使在氣液比不穩定的多相介質輸送過程中，均具有將氣體介質內壓縮，增壓至排出壓力後排出泵外的獨特功能，徹底消除氣堵現象，可靠實現被輸送多相介質的內壓縮輸送過程。
文檔編號F04C2/14GK202140308SQ201120249140
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月7日 優先權日2011年7月7日
發明者張華軍, 張生昌, 王曙, 陳根生 申請人:嘉興力特泵業有限公司, 杭州佳湖科技有限公司, 浙江工業大學