一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端 |
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| 申请号 | CN202311848736.X | 申请日 | 2023-12-29 | 公开(公告)号 | CN117489583B | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 宁波合力机泵股份有限公司; | 发明人 | 陈明海; 葛溪; 陈英峰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复 泵 液 力 端 ，其中 阀 组包括前阀组和后阀组， 柱塞 组件的 活塞 总成包括活塞体、前填充体和后填充体；前 阀座 中设有前CO2介质容纳腔，在前填充 块 和前填充体的填充下，内部的余隙较小，从而提高泵效；后阀座中设有后CO2介质容纳腔，其在后填充块和后填充体的填充下，内部的余隙较小，从而提高泵效；且活塞总成可以分别与前阀组和后阀组配合，从而提高了泵效；阻隙套包括阀座容纳孔和填充体容纳孔，前阀座安装于阀座容纳孔中，同时使前CO2介质容纳腔的 位置 与填充体容纳孔相对应，这样能够使阻隙套更好地填充前CO2介质容纳腔周边的空隙，以减少这些空隙中留存的CO2介质，从而提高泵效。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端，包括泵体(1)、至少一套设置于所述泵体(1)内的阀组(2)，以及至少一套用于驱动所述阀组(2)的柱塞组件(3)，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端技术领域[0001] 本发明涉及往复泵技术领域，具体涉及一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端。 背景技术[0002] 密相(密态)CO2介质驱油，是近几年用于油田三次采油工艺中的一种新型驱油工艺。在各石化领域有着大量的CO2气源，通过对CO2加压、降温，使之从气体变成液体，经过增压后的液体CO2可通过管道输送形式，送至各油田的井口，通过CO2往复泵注入到油田井下达到CO2驱油效果。 [0003] 密相CO2在临界间的密度较低，是一种可压缩的液体，常规的各种往复式柱塞泵(活塞泵)在对密相CO2注入井下的工艺中，通常的注入泵效率只有30‑79％甚至更低，其原因主要在于泵体内腔、柱塞组件、阀体组件之间的余隙较大，这些余隙中留存的CO2介质难以通过柱塞的往复运动排出，以及没有充分利用柱塞的往复行程。 [0004] 泵效低是一种能源浪费现象，广大油田用户对提高泵效的呼声很大，因此提高泵效是各制造商亟需解决的问题。 发明内容[0005] 本发明要解决的问题是：提供一种泵效较高的密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端。 [0006] 本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端，包括泵体、至少一套设置于所述泵体内的阀组，以及至少一套用于驱动所述阀组的柱塞组件； [0007] 所述阀组包括分别竖直设置于所述泵体内的前阀组和后阀组；所述前阀组包括前阀座，以及竖直设置于所述前阀座中的前CO2介质容纳腔；所述前阀座包括设置于所述前CO2介质容纳腔内的前填充块；所述后阀组包括后阀座，以及竖直设置于所述后阀座中的后CO介质容纳腔；所述后阀座包括设置于所述后CO2介质容纳腔内的后填充块； [0008] 所述柱塞组件包括相互连接的柱塞杆和活塞总成；所述活塞总成可往复地设置于所述前阀组和后阀组之间；所述活塞总成包括活塞体、设置于所述活塞体前端且与所述前CO2介质容纳腔相匹配的前填充体，以及设置于所述活塞体后端且与所述后CO2介质容纳腔相匹配的后填充体； [0009] 当所述柱塞组件向前运行至前死点时，所述前填充体与所述前填充块将所述前CO2介质容纳腔中的CO2介质排出；当所述柱塞组件向后运行至后死点时，所述后填充体与所述后填充块将所述后CO2介质容纳腔中的CO2介质排出。 [0010] 还包括阻隙套，所述前阀组被安置在阻隙套中，所述阻隙套用于填充所述活塞总成、泵体以及前阀组之间的余隙；所述阻隙套包括阻隙套本体、沿着所述阻隙套本体径向贯通设置的阀座容纳孔，以及沿着所述阻隙套本体轴向设置且与所述阀座容纳孔相通的填充体容纳孔；所述前阀座设置于所述阀座容纳孔中；所述前填充体与所述填充体容纳孔相配合，以便进入所述前CO2介质容纳腔中； [0011] 所述阻隙套本体包括后阻隙部和前阻隙部；所述后阻隙部包括第三斜面，所述活塞体包括设置于前端的第四斜面；所述第三斜面与第四斜面相配合。 [0012] 与现有技术相比，本发明的阀组包括前阀组和后阀组，柱塞组件的活塞总成包括活塞体、前填充体和后填充体；其中，前阀座中设有前CO2介质容纳腔，前CO2介质容纳腔在前填充块和前填充体的填充下，内部的余隙较小，使得处于前CO2介质容纳腔内的CO2介质能够尽量多得被排出，从而提高泵效；后阀座中设有后CO2介质容纳腔，后CO2介质容纳腔在后填充块和后填充体的填充下，内部的余隙较小，使得处于后CO2介质容纳腔内的CO2介质能够尽量多得被排出，从而提高泵效；此外，活塞总成可往复地设置于前阀组和后阀组之间，在活塞总成向前或向后的往复运动过程中，可以分别与前阀组和后阀组配合，使得本发明的全行程均能输送CO2介质，进一步提高了泵效；阻隙套包括阀座容纳孔和填充体容纳孔，在安装时，前阀座安装于阀座容纳孔中，同时使前CO2介质容纳腔的位置与填充体容纳孔相对应，在这种位置关系下，能够使阻隙套更好地填充前CO2介质容纳腔周边的空隙，以减少这些空隙中留存的CO2介质，从而提高泵效；此外，通过阻隙套本体的设计，在活塞体往前运动的过程中，第三斜面与第四斜面相配合，既形成了限位，又消除了二者之间的间隙，使得二者之间难以留存CO2介质，此外，由于活塞体的尺寸是大于前CO2介质容纳腔的尺寸的，若第三斜面与第四斜面3212不是斜面而是平面，二者之间的间隙则难以压缩，导致容易留存CO2介质无法排出。 [0013] 本发明的一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端，其中泵体包括用于提供所述柱塞组件往复运动的水平通道，以及用于分别容纳所述前阀组和后阀组的前安装孔道和后安装孔道；所述前安装孔道和后安装孔道均与所述水平通道十字交叉。 [0014] 本发明的一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端，其中所述水平通道包括从后至前依次联通设置的函体段、第一过渡段、后阀组段、第二过渡段、活塞往复段、第三过渡段、前阀组段、第四过渡段以及前法兰段； [0015] 所述第二过渡段包括第一斜面；所述活塞体包括设置于后端的第二斜面；所述第一斜面与第二斜面相配合； [0016] 所述活塞总成进一步包括与所述活塞体相配合的缸套；所述缸套设置于所述活塞往复段内； [0017] 所述阻隙套本体包括后阻隙部和前阻隙部；所述后阻隙部设置于所述第三过渡段中；所述后阻隙部包括第三斜面，所述活塞体包括设置于前端的第四斜面；所述第三斜面与第四斜面相配合。 [0018] 本发明的一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端，其中所述函体段内设有函体总成； [0019] 所述后阀组段与所述后安装孔道十字交叉； [0020] 所述前阀组段与所述前安装孔道十字交叉； [0021] 所述第四过渡段与所述前阻隙部相配合； [0022] 所述前法兰段内设有前法兰。 [0023] 本发明的一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端，其中所述函体总成中设有第一通孔，所述后填充块中设有第二通孔；所述柱塞杆依次穿过所述第一通孔、第一过渡段、第二通孔以及后阀组段。 [0024] 本发明的一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端，其中所述函体总成包括设置于所述第一通孔内壁的填充物。 [0025] 本发明的一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端，其中所述前阀组进一步包括分别设置于所述前CO2介质容纳腔上、下方的第一上阀芯和第一下阀芯；所述后阀组进一步包括分别设置于所述后CO2介质容纳腔上、下方的第二上阀芯和第二下阀芯。 [0027] 图1为本发明的整体结构剖视图； [0028] 图2柱塞组件的结构示意图； [0029] 图3为泵体的结构示意图； [0030] 图4为阻隙套的立体图； [0031] 图5为阻隙套的剖视图； [0032] 图6为前阀组的结构放大图； [0033] 图7为柱塞组件处于后死点的情况示意图； [0034] 图8为后阀组的结构放大图； [0035] 图9为本发明的一些实施例示意图； [0036] 图中，泵体1、阀组2、柱塞组件3、阻隙套4、函体总成5；水平通道11、前安装孔道12、后安装孔道13；前阀组21、后阀组22；柱塞杆31、活塞总成32；阻隙套本体41、阀座容纳孔42、填充体容纳孔43；第一通孔51、填充物52；函体段111、第一过渡段112、后阀组段113、第二过渡段114、活塞往复段115、第三过渡段116、前阀组段117、第四过渡段118、前法兰段119；前阀座211、前CO2介质容纳腔212、第一上阀芯213、第一下阀芯214、第一进液管汇215；后阀座221、后CO2介质容纳腔222、第二上阀芯223、第二下阀芯224、第二进液管汇225；活塞体321、前填充体322、后填充体323、缸套324；后阻隙部411、前阻隙部412；第一斜面1141；后填充块 2211；第二斜面3211、第四斜面3212；第三斜面4111；第二通孔22111。 具体实施方式[0037] 在详细说明本发明的任何实施方式之前，应理解的是，本发明在其应用中并不限于以下描述阐述或以下附图图示的部件的构造和布置细节。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或进行。另外，应理解的是，这里使用的措辞和术语出于描述的目的并且不应该被认为是限制性的。本文中使用“包括”或“具有”及其变型意在涵盖下文中陈列的条目及其等同物以及附加条目。除非另有指定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型被广泛地使用并且涵盖直接安装和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械的连接或联接。 [0038] 并且，第一方面，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制；第二方面，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。 [0039] 本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。 [0040] 下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。 [0041] 请参阅图1‑9，一种密相输送CO2介质的低余隙双作用往复泵液力端，包括泵体1、至少一套设置于泵体1内的阀组2，以及至少一套用于驱动阀组2的柱塞组件3； [0042] 阀组2包括分别竖直设置于泵体1内的前阀组21和后阀组22；前阀组21包括前阀座211，以及竖直设置于前阀座211中的前CO2介质容纳腔212；前阀座211包括设置于前CO2介质容纳腔212内的前填充块2111；后阀组22包括后阀座221，以及竖直设置于后阀座221中的后CO2介质容纳腔222；后阀座221包括设置于后CO2介质容纳腔222内的后填充块2211； [0043] 柱塞组件3包括相互连接的柱塞杆31和活塞总成32；活塞总成32可往复地设置于前阀组21和后阀组22之间；活塞总成32包括活塞体321、设置于活塞体321前端且与前CO2介质容纳腔212相匹配的前填充体322，以及设置于活塞体321后端且与后CO2介质容纳腔222相匹配的后填充体323； [0044] 当柱塞组件3向前运行至前死点时，前填充体322与前填充块2111将前CO2介质容纳腔212中的CO2介质排出；当柱塞组件3向后运行至后死点时，后填充体323与后填充块 2211将后CO2介质容纳腔222中的CO2介质排出； [0045] 还包括阻隙套4，前阀组21被安置在阻隙套4中，阻隙套4用于填充活塞总成32、泵体1以及前阀组21之间的余隙，使得泵体1中，容易留存CO2介质却在柱塞组件3的往复运动中难以到达的空隙变得很小，进一步增加了泵效；阻隙套4包括阻隙套本体41、沿着阻隙套本体41径向贯通设置的阀座容纳孔42，以及沿着阻隙套本体41轴向设置且与阀座容纳孔42相通的填充体容纳孔43；前阀座211设置于阀座容纳孔42中；前填充体322与填充体容纳孔43相配合，以便进入前CO2介质容纳腔212中； [0046] 阻隙套本体41包括后阻隙部411和前阻隙部412；后阻隙部411包括第三斜面4111，活塞体321包括设置于前端的第四斜面3212；第三斜面4111与第四斜面3212相配合。 [0047] 实际使用时，本发明的阀组2包括前阀组21和后阀组22，柱塞组件3的活塞总成32包括活塞体321、前填充体322和后填充体323；其中，前阀座211中设有前CO2介质容纳腔212，前CO2介质容纳腔212在前填充块2111和前填充体322的填充下，内部的余隙较小，使得处于前CO2介质容纳腔212内的CO2介质能够尽量多得被排出，从而提高泵效；后阀座221中设有后CO2介质容纳腔222，后CO2介质容纳腔222在后填充块2211和后填充体323的填充下，内部的余隙较小，使得处于后CO2介质容纳腔222内的CO2介质能够尽量多得被排出，从而提高泵效；此外，活塞总成32可往复地设置于前阀组21和后阀组22之间，在活塞总成32向前或向后的往复运动过程中，可以分别与前阀组21和后阀组22配合，使得本发明的全行程均能输送CO2介质，进一步提高了泵效。 [0048] 可以理解的是，使用时，由于前阀组21的前端为前法兰6，后端为活塞总成32，因此在前阀组21的前CO2介质容纳腔212周边容易存在空隙；而阻隙套4包括阀座容纳孔42和填充体容纳孔43，在安装时，前阀座211安装于阀座容纳孔42中，同时使前CO2介质容纳腔212的位置与填充体容纳孔43相对应，在这种位置关系下，能够使阻隙套4更好地填充前CO2介质容纳腔212周边的空隙，以减少这些空隙中留存的CO2介质，从而提高泵效。 [0049] 此外，通过阻隙套本体41的设计，在活塞体321往前运动的过程中，第三斜面4111与第四斜面3212相配合，既形成了限位，又消除了二者之间的间隙，使得二者之间难以留存CO2介质，此外，由于活塞体321的尺寸是大于前CO2介质容纳腔212的尺寸的，若第三斜面4111与第四斜面3212不是斜面而是平面，二者之间的间隙则难以压缩，导致容易留存CO2介质无法排出。 [0050] 值得一提的是，如图1所示，本发明的柱塞组件3在远离泵体1的一端连接有动力端，以便给柱塞组件3提供往复运动的动力；此外，如图9所示，在一些实施例中，一个泵体可以匹配多套平行设置的阀组2以及柱塞组件3，设有多套阀组2和柱塞组件3可以使本发明具有更高的效率。 [0051] 请继续参阅图3，其中，泵体1包括用于提供柱塞组件3往复运动的水平通道11，以及用于分别容纳前阀组21和后阀组22的前安装孔道12和后安装孔道13；前安装孔道12和后安装孔道13均与水平通道11十字交叉。 [0052] 具体来说，前安装孔道12和后安装孔道13与水平通道11是呈90°十字交叉的，且水平通道11与前CO2介质容纳腔212以及后CO2介质容纳腔222存在一段交叉共有的空间，而该交叉共有的空间可以被水平往复运动的柱塞组件3所填充，若前安装孔道12和后安装孔道13与水平通道11不是呈90°设计，则柱塞组件3的水平往复运动则难以有效填充该空间，会使得泵体1内的空隙变大，降低泵效。 [0053] 请继续参阅图3，其中，水平通道11包括从后至前依次联通设置的函体段111、第一过渡段112、后阀组段113、第二过渡段114、活塞往复段115、第三过渡段116、前阀组段117、第四过渡段118以及前法兰段119。 [0054] 如图8所示，第二过渡段114包括第一斜面1141；活塞体321包括设置于后端的第二斜面3211；第一斜面1141与第二斜面3211相配合；在活塞体321往后运动的过程中，第一斜面1141与第二斜面3211相抵，既形成了限位，又消除了二者之间的间隙，使得二者之间难以留存CO2介质，此外，由于活塞体321的尺寸是大于后CO2介质容纳腔222的尺寸的，若第一斜面1141与第二斜面3211不是斜面而是平面，二者之间的间隙则难以压缩，导致容易留存CO2介质无法排出； [0055] 请继续参阅图2、图6、图8，其中，活塞总成32进一步包括与活塞体321相配合的缸套324；缸套324设置于活塞往复段115内； [0056] 请继续参阅图4、图5、图8，其中，后阻隙部411设置于第三过渡段116中。 [0057] 请继续参阅图1、图7、图8，其中， [0058] 函体段111内设有函体总成5，以便柱塞杆31的活动以及密封； [0059] 后阀组段113与后安装孔道13十字交叉，有利于减小间隙； [0060] 前阀组段117与前安装孔道12十字交叉，有利于减小间隙； [0061] 第四过渡段118与前阻隙部412相配合，有利于减小间隙； [0062] 前法兰段119内设有前法兰6。 [0063] 请继续参阅图8，其中，函体总成5中设有第一通孔51，后填充块2211中设有第二通孔22111；柱塞杆31依次穿过第一通孔51、第一过渡段112、第二通孔22111以及后阀组段113；通过对柱塞杆31活动通道的设计，便以柱塞杆31可以顺滑地传递往复运动，从而带动活塞总成32的工作。 [0064] 请进一步参阅图8，其中，函体总成5包括设置于第一通孔51内壁的填充物52，填充物52的设置具有润滑、防止柱塞杆31与第一通孔51干磨过热的作用。 [0065] 请继续参阅图6，其中，前阀组21进一步包括分别设置于前CO2介质容纳腔212上、下方的第一上阀芯213和第一下阀芯214；在活塞体321向前运动的过程中，第一上阀芯213打开，第一下阀芯214闭合，处于前CO2介质容纳腔212内的CO2介质被前填充体322挤压，从第一上阀芯213处排出；在活塞体321向后运动的过程中，第一上阀芯213闭合，第一下阀芯214打开，前CO2介质容纳腔212内产生负压，从第一下阀芯214处吸入CO2介质。 [0066] 请继续参阅图8，其中，后阀组22进一步包括分别设置于后CO2介质容纳腔222上、下方的第二上阀芯223和第二下阀芯224；在活塞体321向后运动的过程中，第二上阀芯223开启，第二下阀芯224闭合，处于后CO2介质容纳腔222内的CO2介质被后填充体323挤压，从第二上阀芯223处排出；在活塞体321向前运动的过程中，第二上阀芯223关闭，第二下阀芯224开启，后CO2介质容纳腔222内产生负压，从第二下阀芯224处吸入CO2介质。 [0067] 请继续参阅图6、图8，其中，第一下阀芯214和第二下阀芯224的下方分别设有第一进液管汇215和第二进液管汇225。 |
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