一种油田专用油气混输撬装的制作方法

1.本发明属于油田输送设备领域，具体涉及一种油田专用油气混输撬装。


背景技术：

2.双螺杆泵属于容积泵，由一对旋向不同的左右旋螺杆与密封衬套内壁配合，在螺杆旋转过程中逐渐建立密封腔，并随着螺杆运转密封腔连续从泵的吸入端沿轴向推移至排出端。将密封在密封腔中的介质不断排出。螺杆泵具有输送介质平稳、推出介质低紊流性、压力脉动微弱、机械振动小、噪音低等诸多优点。
3.现有的双螺杆泵在使用过程中存在以下缺陷：
4.1、螺杆啮合后，相邻齿槽由于齿形本身的泄漏三角形缺陷，而使彼此连通，降低了泵的容积效率。
5.2、螺杆配合后，间隙大导致自吸性能差，不容易形成高压。
6.3、容易出现卡泵现象。


技术实现要素：

7.为解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种油田专用油气混输撬装。
8.为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种螺杆转子，所述螺杆转子的端面齿型线为依次连接的线段ab、线段bc、线段cf，所述线段ab为摆线，所述线段bc为圆弧线，所述线段cf为渐开线；
9.所述摆线ab的曲线方程如下：
10.x＝[cos(λ-θ)-k cos(λ-2θ)]dj；
[0011]
y＝[sin(λ-θ)-k sin(λ-2θ)]dj；
[0012]
所述渐开线cf的曲线方程如下：
[0013]
x＝[cosθ θsinθ]dj·
k/2；
[0014]
y＝[sinθ-θcosθ]dj
·
k/2；
[0015]
式中，k取值为0.65，λ取值为81
°
56
′
22
″
，dj为螺杆转子的分度圆直径。
[0016]
优选的：所述螺杆转子轴向外侧设置有敷胶，所述敷胶材料为丁腈橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、食品丁腈橡胶、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶中一种或多种。
[0017]
优选的：d＝1.3dj，d＝0.7dj；d为所述螺杆转子的齿顶圆直径，d为所述螺杆转子的齿根圆直径，dj为所述螺杆转子的分度圆直径。
[0018]
相应的：一种油气计量混输泵，包括一组相互啮合的主动螺杆转子、从动螺杆转子，所述主动螺杆转子通过主动轴与主动齿轮连接，所述从动螺杆转子通过从动轴与从动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮啮合。
[0019]
优选的：所述主动螺杆转子与主动齿轮之间、所述从动螺杆转子与从动齿轮之间均设置有集装机械密封。
[0020]
优选的：所述主动齿轮、从动齿轮一侧、靠近所述集装机械密封设置有圆柱滚子轴承；
[0021]
和/或，所述主动齿轮、从动齿轮一侧、远离所述集装机械密封设置有双列角接触轴承。
[0022]
优选的：包括壳体，以及沿螺杆转子输送方向、设置在壳体两侧的第一盖板、第二盖板，所述第一盖板、第二盖板与所述壳体之间可拆卸连接。
[0023]
相应的：一种油田专用油气混输撬装，包括依次设置的计量模块、流量调节模块、过滤模块、增压模块，所述增压模块包括混输泵，所述计量模块、流量调节模块、过滤模块、增压模块由电气控制模块控制。
[0024]
优选的：所述计量模块包括气体流量计、液体流量计，所述流量调节模块包括入口控制阀，所述过滤模块包括入口过滤器，所述入口过滤器包括篮式过滤器或管式过滤器。
[0025]
优选的：所述气体流量计、液体流量计下游设置入口汇管，所述入口汇管下游依次设置所述入口控制阀，所述入口控制阀下游设置所述入口过滤器、混输泵，所述混输泵下游依次设置出口控制阀、出口汇管。
[0026]
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0027]
1、螺杆转子的端面齿型线采用依次连接的摆线、圆弧线和渐开线，齿型线简单、圆滑，减少了螺杆与孔的摩擦面积，同时敷胶后增添了形成油锲的功能。
[0028]
2、双螺杆泵可输送低粘度介质，自吸能力强且固体颗粒通过能力强。两螺杆转子表面设置敷胶，螺杆工作表面比金属螺杆更耐磨，且根据不同介质需要，选择适应的敷胶材料。
附图说明
[0029]
图1为本发明螺杆转子端面形状的示意图；
[0030]
图2为本发明螺杆转子端面齿型线的示意图；
[0031]
图3为本发明两螺杆转子啮合状态的示意图；
[0032]
图4为本发明混输泵的俯视剖面示意图；
[0033]
图5为本发明混输泵的主视剖面示意图；
[0034]
图6为本发明混输泵的左视示意图；
[0035]
图7为本发明油气混输撬装的俯视示意图；
[0036]
图8为本发明油气混输撬装的正视示意图。
[0037]
图中：底座1、壳体2、第一盖板3、第二盖板4、敷胶5、主动螺杆转子6、从动螺杆转子7、主动轴8、从动轴9、主动齿轮10、从动齿轮11、第一轴承12、第二轴承13、集装机械密封14、物流入口15、物流出口16、轴承座17、撬座18、电气控制柜19、气体流量计20、入口汇管21、入口控制阀22、入口过滤器23、混输泵24、出口控制阀25、出口汇管26、液体流量计27。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0039]
在本发明的描述中，需要理解的是，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为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，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，因此不能理解为对本发明的限制。
[0040]
本发明公开了一种螺杆转子，如图1所示，所述螺杆转子的端面齿型线为依次连接的线段ab、线段bc、线段cf，所述线段ab为摆线，所述线段bc为圆弧线，所述线段cf为渐开线。采用依次连接的摆线、圆弧线和渐开线，齿型线简单、圆滑，减少了螺杆与孔的摩擦面积。
[0041]
进一步的，包括两个相互啮合、端面齿型线相同的所述螺杆转子，啮合状态如图3所示，所述线段ab为啮合状态的传力边，所述线段cf为啮合状态的密封边。不难理解的是，螺杆转子的齿顶圆直径为d，螺杆转子的齿根圆直径为d，螺杆转子的分度圆直径为dj。
[0042]
摆线ab的曲线方程如下：
[0043]
x＝[cos(λ-θ)-k cos(λ-2θ)]dj；
[0044]
y＝[sin(λ-θ)-k sin(λ-2θ)]dj；
[0045]
渐开线cf的曲线方程如下：
[0046]
x＝[cosθ θsinθ]dj·
k/2；
[0047]
y＝[sinθ-θcosθ]dj
·
k/2；
[0048]
r2＝(0.35dj)2·
(1 θ2)。
[0049]
其中摆线ab的θ取值范围为0-39
°
42
′
54
″
，k取值为0.65，λ取值为81
°
56
′
22
″
。其中渐开线cf的θ取值范围为0-89
°
39
′
48
″
，r为齿顶圆半径，r＝2d，取值范围为0.35d
j-0.65dj。
[0050]
优选的技术方案，d＝1.3dj，d＝0.7dj。
[0051]
进一步的，如图1-3所示，所述螺杆转子的旋齿上敷设有与其线型对应的敷胶5，即设置敷胶5后，线段ab依然为摆线，线段bc依然为圆弧线，线段cf依然为渐开线。需要说明的是，本技术的圆弧线指的是普通圆形所对应的弧线。敷胶5材料可以为丁腈橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、食品丁腈橡胶、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶等一种或多种。通过在两螺杆转子表面设置敷胶，螺杆工作表面比金属螺杆更耐磨，且根据不同介质需要，选择适应的敷胶材料。
[0052]
本发明还公开了一种油气计量混输泵，如图4-6所示，包括底座1以及设置在底座1上的泵体，所述泵体内设置有一组相互啮合、端面齿型线相同的主动螺杆转子6、从动螺杆转子7，所述主动螺杆转子6一端与电机驱动的主动齿轮10连接，所述主动齿轮10啮合有与所述从动螺杆转子7连接的从动齿轮11。泵体上设置有物流入口15、物流出口16。主动螺杆转子6、从动螺杆转子7外围设置有密封衬套，使两螺杆转子能够在密封衬套内旋转，且两螺杆转子与密封衬套内壁间形成密封腔。工作时，电机驱动主动齿轮10转动，主动齿轮10与主动螺杆转子6同步旋转，且主动齿轮10带动从动齿轮11旋转，从动齿轮11与从动螺杆转子7同步旋转，则主动螺杆转子6与从动螺杆转子7朝相反方向旋转。螺杆转子旋转过程中，逐渐建立密封腔，将泵体外的物料吸入并推移至螺杆泵出口。
[0053]
进一步的，所述主动螺杆转子6、从动螺杆转子7一端分别连接有主动轴8、从动轴9，所述主动齿轮10、从动齿轮11分别设置在所述主动轴8、从动轴9外围。即转动时，主动齿轮10与主动轴8间、从动齿轮10与从动轴9间不发生相对转动。主动齿轮10、从动齿轮11远离
主动螺杆转子6的一端设置有齿轮封盖。
[0054]
进一步的，所述主动齿轮10、从动齿轮11两端设置有第一轴承12、第二轴承13。所述第一轴承12为圆柱滚子轴承，且设置在靠近所述主动螺杆转子6一侧。所述第二轴承13为双列角接触轴承，且设置在远离所述主动螺杆转子6一侧。第一轴承12、第二轴承13设置在轴承座17上，轴承座17固定设置在壳体2内。
[0055]
为了让两螺杆转子内的物流不流入齿轮系统内，所述主动螺杆转子6与主动齿轮10之间、所述从动螺杆转子7与从动齿轮11之间均设置有集装机械密封14，两所述集装机械密封14分别套设在所述主动轴8、从动轴9上。集装机械密封14不随主动轴8、从动轴9发生转动。
[0056]
进一步的，所述泵体包括壳体2以及设置在壳体2两侧的第一盖板3、第二盖板4，所述第一盖板3设置在靠近所述主动螺杆转子6的一侧，所述第二盖板4设置在靠近所述主动齿轮10的一侧，所述第一盖板3、第二盖板4与所述壳体2之间通过螺栓固定的方式实现可拆卸连接。通过设置第一盖板3、第二盖板4，避免外界的灰尘等杂质进入泵体内，从而影响齿轮系统、螺杆转子的传动效率。
[0057]
进一步的，所述主动轴8远离所述主动螺杆转子6的一端伸出所述壳体2，即所述主动轴8穿过第二盖板4与所述电机输出轴连接。所述主动轴8通过减速装置与所述电机输出轴连接。主动轴8与第二盖板4之间的密封采用骨架密封。
[0058]
本发明还公开了一种油田专用油气混输撬装，包括依次设置的计量模块、流量调节模块、过滤模块、增压模块，所述增压模块采用上述的混输泵24，所述计量模块、流量调节模块、过滤模块、增压模块由电气控制模块控制。
[0059]
进一步的，所述计量模块包括气体流量计21、液体流量计27及其管路。所述流量调节模块包括入口控制阀22及其管路，入口控制阀22为调节流量的调节阀。所述过滤模块包括入口过滤器23及其管路，所述入口过滤器23可以为篮式过滤器或管式过滤器。
[0060]
进一步的，所述气体流量计20、液体流量计27下游设置入口汇管21，所述入口汇管21下游依次设置所述入口控制阀22，所述入口控制阀22下游设置所述入口过滤器23、混输泵24，所述混输泵下游依次设置出口控制阀25、出口汇管26。为了连续工作，入口控制阀22、入口过滤器23、混输泵24、出口控制阀25均一备一用。这些所有设备的自动控制通过电气控制柜控制19，所有设备均集成在撬座上，使用时仅需要移动撬座。
[0061]
气体、液体分别通过气体流量计20、液体流量计27计量后进入入口汇管21混合，然后经过入口控制阀22调节流量后进入入口过滤器23中过滤固体杂质，再进入油气混输泵24内增压，增压后经过出口控制阀25控制出口流量，最后经出口汇管26流出。
[0062]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。