一种采用二节增压的油气混输设备的制作方法

1.本实用新型涉及油气混输泵技术领域，尤其涉及一种采用二节增压的油气混输设备。


背景技术：

2.油气混输技术是当今难题，目前在油气田输送应用的工艺设备均为旋转式及往复式泵，在不同的工况中经常出现运转不正常的状况。油气混输泵，如常规输送螺杆泵中有单、双螺杆泵，一般均在含气量较低压缩比≤5的范围，其中，应用往复式油混泵在压缩比≤5内运行也是相对较稳定。
3.然而，由于目前油田有相当一部分油井与外输工况都存在井输出压力低、输出距离长，这就增加外输油气的压缩比大(压缩比一般在10
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20之间)，其对泵输出采用一级压缩工艺就增加了较大难度。尤其是，由于油气田处在不同的地域环境下，所存在的工况及输送距离路线差异，油气井输出油气比及压力均不相同，这就造成了设备能否可靠运行的障碍。根据各油气田站点反映，目前油气混输工艺中仍有相当部分的混输泵在压缩比超过10以上均不能外输，只为通过管路铺设及中间建站进行分节输送或通过增压设备提高外输压力，这样不仅增大了投资成本，而且浪费了土地及污蚀环境。因而，如何提供一种油气混输输出压力高、压缩比大、含气比大的油气混输设备来满足国内现场应用，以解决少建站，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种采用二节增压的油气混输设备，其油气混输流体输出压力高、压缩比大、含气比大，可有效减少外输工况中间建站问题。
5.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种采用二节增压的油气混输设备，包括：
6.往复式油气混输泵，具有液力端及动力端，所述液力端包括具有泵体以及活动设于所述泵体的柱塞运行腔中的柱塞，所述泵体还具有进液腔，所述动力端包括机身以及设于机身内的曲轴，所述曲轴与所述柱塞驱动连接；
7.旋转增压泵装置，具有动力输入轴、供流体进入的吸液口以及供流体排出的出液口，所述动力输入轴通过传动机构与所述往复式油气混输泵的曲轴连接，从而与所述往复式油气混输泵共用同一个动力源，所述出液口与所述往复式油气混输泵的进液腔连通。
8.上述旋转增压泵装置可以选择为容积螺杆泵、转子泵等增压泵。
9.作为改进，所述传动机构为增速齿轮传动副。
10.具体地，增速齿轮传动副可采用多种形式的齿轮传动副，如内外啮合的齿轮副或外啮合直齿轮副以及伞齿轮副都可以达到增速传动的目的。
11.作为改进，所述增速齿轮传动副包括主动齿轮以及从动齿轮，所述主动齿轮同轴
连接在所述曲轴上，所述从动齿轮同轴连接所述旋转增压泵装置的动力输入轴上，并与所述的主动齿轮啮合。
12.增速齿轮传动副的主动齿轮可安装固定在动力端的曲轴的末端的外径上，并通过有键槽配合固定。从动齿轮安装固定在旋转增压泵装置的驱动轴上，也可通过键槽固定，主动齿轮与从动齿轮啮合后的增速比可根据具体的油气混输的流量需求进行设置。
13.为了对旋转增压泵装置与往复式油气混输泵进行合理空间布置，以使得整个油气混输设备更加紧凑牢靠，作为一种优选实施方式，所述机身上具有罩设在所述曲轴的末端位置的轴承座，所述旋转增压泵装置连接在所述轴承座上，并使其动力输入轴伸入到所述轴承座内，所述主动齿轮为连接在所述曲轴的末端上的内齿圈，所述从动齿轮位于轴承座内，并与所述内齿圈相啮合。
14.作为另一种优选实施方式，还包括设于所述旋转增压泵装置与所述往复式油气混输泵的机身之间的润滑油池，所述增速齿轮传动副设于所述润滑油池中。在该优选实施方式中，旋转增压泵装置安装在底座架上固定，并与曲轴末端的轴承座法兰连接，增速齿轮传动副的主动齿轮以及从动齿轮均可采用圆柱齿轮，并由油箱护罩形成一个润滑油池。旋转增压泵采用能输送油气介质的低压输出泵(压缩比在≤5)通过旋转增压后再输入给往复式油气混输泵进行二节增压以达到6mpa的高压油气混输参数。
15.为了对油气混合流体在进入到旋转增压泵之前进行过滤，有效除去杂质颗粒，进而提高油气混输装置的使用寿命，还包括位于所述旋转增压泵装置的吸液口上游的过滤器，所述过滤器包括壳体、隔板件以及过滤网，所述隔板件设于所述壳体的内腔中，并将壳体的内腔在横向上分为位于上游的过滤腔以及位于下游的气液混合腔，所述隔板件的底部具有用于连通所述过滤腔与所述气液混合腔的连通口，所述隔板件的上部布置有用于连通所述过滤腔与所述气液混合腔的通气孔，所述过滤网为上部开口的筒状滤网，所述壳体的顶壁上对应于所述的过滤腔具有上大下小的锥形敞口，该锥形敞口上密封配合有压紧盖，所述过滤网通过连接杆连接在所述压紧盖的内壁上，并与该压紧盖共同构成可提式滤网组件。
16.采用上述可提式滤网组件方便了对过滤过程中留存的杂质直接提出进行清理。此外，上述隔板件的设置，可以使得进入到过滤腔中的油气的气体通过隔板件的上部的通气及时进入到气液混合腔中，使进入到过滤腔中的油气的气体通过隔板件的下部的连通口进入的气液混合腔中，进而供设置在气液混合腔中的气液混输器的气管及液管对应吸入气体及液体，达到气液混输的目的。上述隔板件为在横向上间隔设置的两个隔板组成，以保证隔板的支撑强度，避免流体冲击发生变形。
17.为了有效提高对进入到过滤腔中的油气混合流体的过滤效果，所述过滤器的壳体上设有过滤器进口以及过滤器出口，所述过滤器进口与所述过滤腔连通，所述过滤器出口与所述气液混合腔相连通，所述壳体的内壁上设有自上而下倾斜设置的搁置板，该搁置板位于所述过滤腔中，并将该过滤腔分为上腔室和下腔室，所述搁置板的中部开设有连通上腔室及下腔室的安置口，所述筒状滤网的上部开口所在平面为倾斜面，且与所述搁置板的倾斜方向一致，所述筒状滤网的上部开口的具有向外延伸的挡沿，所述筒状滤网通过该挡沿放置在所述搁置板的安装口的周沿上，并深入到所述过滤腔的下腔室中，在所述筒状滤网搁置到位后，所述筒状滤网的上部开口对应朝向所述的过滤器进口。
18.为了方便了筒状滤网的拆装以及保证筒状滤网固定的牢靠性，所述压紧盖通过顶杆螺栓连接在所述壳体的顶壁上，并在所述压紧盖压紧到位状态下，所述筒状滤网的挡沿对应压紧、且密封配合在所述隔板的安装口的周沿上。
19.作为改进，还包括：
20.回流调节管路组件，包括用于将多余流体返回至所述过滤器中的回流管线，所述回流管线连通所述旋转增压泵装置的出液口以及所述过滤器，该回流管线上设有用于控制流量的第一阀门；采用上述回流调节管路组件可以将部分油气混合流体回流至过滤器中，从而可实现对进入往复式油气混输泵的进液腔之前的部分油气混合流体的压力及流量进行调节。
21.在线清洁管路组件，包括与所述过滤器并联设置的旁路管线以及设于所述旁路管线上的第二阀门，所述旁路管线的第一端口与所述过滤器的过滤器出口之间通过三通控制阀连接，所述旁路管线的第二端口与对应设于所述过滤器的过滤器进口的进液接管连接，所述进液接管上还设有第三阀门。其中，第三阀门位于旁路管线与进液接管的连接位置的下游。上述在线清洁管路组件的设置，可以用于在线清洗过滤器的杂物及控制回流量。
22.作为改进，还包括气液混输器，所述气液混输器包括气液混输管、气管以及液管，所述气液混输管设于所述壳体的过滤器出口上，并具有伸入到所述过滤器的气液混合腔中的第一端和外露出过滤器之外的第二端，所述气液混输管的第二端与所述旋转增压泵装置的吸液口连接，所述气管和液管均连接在所述气液混输管的第一端处，并与所述气液混输管相连通，所述气液混输管基本呈水平设置，气管向上延伸设置，所述液管向下延伸设置，所述气液混输管能绕自身轴线转动，从而将所述的气管的进口以及液管的进口调节至不同的高度位置。
23.在油气混合流体进入到过滤器(气液混合腔中)中时，可以通过上述气液混输器的气液混输管的转动来调节设定气管(进口)及液管(进口)的输送位置(高度位置)，达到混输的目的，实现油气的正常外输。
24.与现有技术相比，本实用新型的优点：在进行油气混合流体输送时，井口的混合气液可受旋转增压泵装置的真空度吸入，然后通过旋转增压泵装置(螺杆泵或转子泵的旋转容积变化)进行一节增压后((提高压缩比≤5))，然后传输给往复式油气混输泵的进液腔中，受往复式油气混输泵的柱塞的往复运行作用，可在旋转增压泵装置提供压力的基础上进行二次增压(提高压缩比≤10)，从而可使油气混合流体的输入压力达到5
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6mpa，有效满足油气田的现场输送条件，可实现一泵到底去除中间建站等工艺流程。另一方面，旋转增压泵装置的动力是由往复式油气混输泵的动力端提供，也即，旋转增压泵装置与往复式油气混输泵共用同一个动力源，因而不需配带电机或其它动力源，节省了成本，也使得采用二节增压的油气混输设备整体体积减小，减少了占用空间。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例的油气混输设备的正视图；
26.图2为本实用新型实施例的油气混输设备的俯视图；
27.图3为本实用新型实施例的油气混输设备的左侧视图；
28.图4为本实用新型实施例的过滤器的俯视图；
29.图5为图4中a
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a处的剖视图；
30.图6为图5中a
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a处的剖视图；
31.图7为本实用新型实施例的往复式油气混输泵与旋转增压泵装置连接的结构示意图(主动齿轮采用圆柱齿轮)；
32.图8为本实用新型实施例的往复式油气混输泵与旋转增压泵装置连接的结构示意图(主动齿轮采用内齿圈)。
具体实施方式
33.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
35.参见图1
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图8，一种采用二节增压的油气混输设备包括共同底座90、往复式油气混输泵10、旋转增压泵装置20、传动机构30、过滤器40、回流调节管路组件以及在线清洁管路组件。往复式油气混输泵10、旋转增压泵装置20以及过滤器40均安置在上述共同底座90上。
36.往复式油气混输泵10，具有液力端及动力端。液力端包括具有泵体11以及活动设于所述泵体11的柱塞运行腔中的柱塞110，柱塞运行腔中具有填料密封总成。泵体11还具有进液腔(未示出)以及排液腔(未示出)，进液腔与进液管83线连接，排液腔与排液管线15连接。动力端包括机身12以及设于机身12内的曲轴13，曲轴13通过连杆、十字头等传动结构与柱塞110驱动连接。往复式油气混输泵10的动力端及液力端的配合结构及对应的动作过程均为现有技术，在此不赘述。
37.旋转增压泵装置20，具有动力输入轴21、供流体进入的吸液口22以及供流体排出的出液口23，吸液口22与过滤器40连接，出液口23通过外部管线与往复式油气混输泵10的进液腔连通。在本实施例中，旋转增压泵装置20的动力输入轴21通过传动机构30与往复式油气混输泵10的曲轴13连接，也即，本实施例中的旋转增压泵装置20自身不需配带电机或其它动力源，而与往复式油气混输泵10共用同一个动力源。本实施例的旋转增压泵装置20可以选择为容积螺杆泵、转子泵等增压泵(省去电机等驱动源)。
38.在本实施中，用于在旋转增压泵装置20的动力输入轴21与往复式油气混输泵10的曲轴13之间传递动力的传动机构30采用增速齿轮传动副，以满足旋转增压泵装置20的转速需求，实现对油气混合流体进行初次增压的目的。上述增速齿轮传动副可采用多种形式的齿轮传动副，如内外啮合的齿轮副或外啮合直齿轮副以及伞齿轮副都可以达到增速传动的目的。具体地，本实施例中的增速齿轮传动副包括主动齿轮31以及从动齿轮32，主动齿轮31同轴连接在曲轴13上，从动齿轮32同轴连接旋转增压泵装置20的动力输入轴21上，并与主动齿轮31啮合。其中，增速齿轮传动副的主动齿轮31可安装固定在动力端的曲轴13的末端
的外径上(具有台阶)，并通过键槽及螺栓配合固定。从动齿轮32安装固定在旋转增压泵装置20的驱动轴上，也可通过键槽固定，主动齿轮31与从动齿轮32啮合后的增速比可根据具体的油气混输的流量需求进行设置。
39.参见图8，作为一种优选实施方式，机身12上具有罩设在曲轴13的末端位置的轴承座14，旋转增压泵装置20连接在该轴承座14上。连接到位后，旋转增压泵装置20的动力输入轴21伸入到轴承座14内，从动齿轮32连接在动力输出轴的端部，且位于轴承座14内。主动齿轮31为连接在曲轴13的末端上的内齿圈，上述从动齿轮32与该内齿圈相啮合，实现增速传动。通过对旋转增压泵装置20与往复式油气混输泵10之间的传动结构等部件进行合理空间布置，可使得整个油气混输设备更加紧凑牢靠。
40.参见图7，作为另一种优选实施方式，旋转增压泵装置20安装在底座架上固定，并与机身12的曲轴13末端的轴承座14法兰连接，其中，增速齿轮传动副的主动齿轮31以及从动齿轮32均可采用圆柱齿轮。上述增速齿轮传动副设于由油箱护罩34形成一个润滑油池33。
41.本实施例的旋转增压泵采用能输送油气介质的低压输出泵(压缩比在≤5)，通过旋转增压后再输入给往复式油气混输泵10进行二节增压以达到6mpa的高压油气混输参数。
42.参见图1
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图3，过滤器40，位于旋转增压泵装置20的吸液口22上游，用于进入旋转增压泵装置20的油气混合流体进行过滤，有效除去杂质颗粒，进而提高油气混输装置的使用寿命。
43.结合图4
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图6，过滤器40包括壳体41、隔板件414、过滤网42以及气液混输器80。本实施例的过滤器40的壳体41横截面为腰型。过滤器40的壳体41上设有过滤器进口53以及过滤器出口54，过滤器进口53与所述过滤腔51连通，过滤器出口54与所述气液混合腔52相连通。
44.参见图5，隔板件414设于壳体41的内腔中，并将壳体41的内腔在横向上分为位于上游的过滤腔51以及位于下游的气液混合腔52。过滤网42设于过滤腔51中，气液混输器80设于气液混合腔52中。可根据输送气液比来设定二者(过滤腔51及气液混合腔52)的容积大小。隔板件414的底部具有用于连通过滤腔51与气液混合腔52的连通口4140，可同液体从底部通过，隔板件414的上部布置有用于连通过滤腔51与气液混合腔52的通气孔4141，可供气体从上部通过，由此，进入到过滤腔51中的分离的气液均可及时到进入到气液混合腔52中，并由对应设于气液混合腔52中的气液混输器80将油气混合流体输送过滤器40外。
45.参见图5，上述隔板件414为在横向上间隔设置的两个隔板组成，以保证隔板件414的支撑强度，避免流体冲击发生变形。
46.参见图6，本实施的过滤网42为上部开口422的筒状滤网(提篮式滤网)。壳体41的顶壁上对应于过滤腔51具有上大下小的锥形敞口410，该锥形敞口410上密封配合有压紧盖412，压紧盖412的外周面也对应为锥状，与上述锥形敞口410相适配。过滤网42通过连接杆43连接在压紧盖412的内壁上，并与该压紧盖412共同构成可提式滤网组件。具体地，壳体41的顶壁平面上可设置杠杆式的手把阀，上述压紧盖412即作为阀芯，锥形敞口410即为阀口，通过调节顶杆螺栓413，压紧盖412的外周面与锥形敞口410的内壁面压紧贴合形成相互配合的密封面(锥形阀面)，并在锥形阀面上按置o形密封圈415，用来进一步密封。
47.采用上述可提式滤网组件可直接提出，方便了对过滤网42在过滤过程中留存的杂
质进行清理。述隔板件414的设置，可以使得进入到过滤腔51中的油气的气体通过隔板件414的上部的通气及时进入到气液混合腔52中，使进入到过滤腔51中的油气的气体通过隔板件414的下部的连通口4140进入的气液混合腔52中，进而供设置在气液混合腔52中的气液混输器80的气管82及液管83对应吸入气体及液体，达到气液混输的目的。
48.参见图6，壳体41的内壁上设有自上而下倾斜设置的搁置板55，该搁置板55位于过滤腔51中，并将该过滤腔51分为上腔室511和下腔室512，上述搁置板55的一个侧边也与上述的隔板件414连接，从而保证隔板件414的支撑强度。上述过滤网42安置在搁置板55上。
49.参见图6，搁置板55的中部开设有连通上腔室511及下腔室512的安置口551，安置口551为椭圆形(由于搁置板55为倾斜设置)。本实施例的筒状滤网的上部开口422所在平面为倾斜面，且与搁置板55的倾斜方向一致，筒状滤网的上部开口422的具有向外延伸的挡沿421，挡沿421的延伸方向也与搁置板55的倾斜方向一致。由此，筒状滤网通过该挡沿421可放置在搁置板55的安装口的周沿上，并深入到过滤腔51的下腔室512中。在筒状滤网搁置到位后，筒状滤网的上部开口422对应朝向的过滤器进口53。这种结构设计，增大了过滤面积，且使得油气混合流体能直接进入到的过滤网42的内部，有效提高过滤效果。
50.参见图6，另一方面，本实施例的压紧盖412通过顶杆螺栓413连接在壳体41的顶壁上，并在压紧盖412压紧到位状态下，筒状滤网的挡沿421对应压紧、且密封配合在所述隔板的安装口的周沿上，方便了筒状滤网的拆装以及保证筒状滤网固定的牢靠性，
51.参见图5，气液混输器80包括气液混输管81、气管82以及液管83。气液混输管81设于壳体41的过滤器出口54上，并具有伸入到过滤器40的气液混合腔52中的第一端和外露出过滤器40之外的第二端，气液混输管81的第二端与旋转增压泵装置20的吸液口22连接，气管82和液管83均连接在气液混输管81的第一端处，并与气液混输管81相连通，气液混输管81基本呈水平设置，气管82向上延伸设置，液管83向下延伸设置，气液混输管81能绕自身轴线转动，从而将气管82的进口以及液管83的进口调节至不同的高度位置。
52.在油气混合流体进入到过滤器40(气液混合腔52中)中时，可以通过上述气液混输器80的气液混输管81的转动来调节设定气管82(进口)及液管83(进口)的输送位置(高度位置)，达到混输的目的，实现油气的正常外输。
53.参见图2，回流调节管路组件，包括用于将多余流体返回至过滤器40中的回流管线61。回流管线61连通旋转增压泵装置20的出液口23以及过滤器40，该回流管线61上设有用于控制流量的第一阀门62。转增压泵装置的出液口23位置设有第四阀门63，以对转增压泵装置的输出流体的排液量及压力进行控制。采用上述回流调节管路组件可以将部分油气混合流体回流至过滤器40中，从而可实现对进入往复式油气混输泵10的进液腔之前的部分油气混合流体的压力及流量进行调节。
54.继续参见图2，在线清洁管路组件，包括与过滤器40并联设置的旁路管线71以及设于旁路管线71上的第二阀门72，旁路管线71的第一端口与过滤器40的过滤器出口54之间通过三通控制阀73连接，旁路管线71的第二端口与对应设于过滤器40的过滤器进口53的进液接管74连接，进液接管74上还设有第三阀门75。其中，第三阀门75位于旁路管线71与进液接管74的连接位置的下游。上述在线清洁管路组件的设置，可以在不停机状态在线清洗过滤器40的杂物及控制回流量。
55.在进行油气混合流体输送时，井口的混合气液可受旋转增压泵装置20的真空度吸
入，然后通过旋转增压泵装置20(螺杆泵或转子泵的旋转容积变化)进行一节增压后((提高压缩比≤5))，然后传输给往复式油气混输泵10的进液腔中，受往复式油气混输泵10的柱塞110的往复运行作用，可在旋转增压泵装置20提供压力的基础上进行二次增压(提高压缩比≤10)，从而可使油气混合流体的输入压力达到5
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6mpa，有效满足油气田的现场输送条件，可实现一泵到底去除中间建站等工艺流程。另一方面，旋转增压泵装置20的动力是由往复式油气混输泵10的动力端提供，也即，旋转增压泵装置20与往复式油气混输泵10共用同一个动力源，因而不需配带电机或其它动力源，节省了成本，也使得采用二节增压的油气混输设备整体体积减小，减少了占用空间。