一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置制造方法及图纸

一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置主要包括泵轮组件、涡轮马达组件、内壳总成、外壳总成；所述泵轮组件与涡轮马达组件之间通过花键结构连接，泵轮组件与涡轮马达组件安装在内壳总成内，所述内壳总成安装在外壳总成内。本发明专利技术提供了一种可靠的海底水合物泵送方案，可直接以海水作为冲击液带动涡轮马达转动，以涡轮马达作为螺旋泵叶的动力源，可以有效地实现海底水合物的持续泵送，同时本发明专利技术充分考虑了冲击液与泵液(海底水合物)流道的互不干涉，分别设计了两条通流通道，并设计了专门的密封结构可有效实现两种流体流动的互不影响。本发明专利技术的提出为研究海底水合物泵送装置的结构设计提供了重要的参考，具有较好的工程意义。

A Turboscrew Pumping Device for Seabed Hydrate

A submarine hydrate turbo-screw pump device mainly comprises a pump wheel assembly, a turbine motor assembly, an inner shell assembly and an outer shell assembly. The pump wheel assembly and the turbine motor assembly are connected by spline structure, and the pump wheel assembly and the turbine motor assembly are installed in the inner shell assembly, and the inner shell assembly is installed in the outer shell assembly. The invention provides a reliable submarine hydrate pumping scheme, which can directly use seawater as impact fluid to drive the turbine motor to rotate, and take the turbine motor as the power source of the screw pump blade, and can effectively realize the continuous pumping of submarine hydrate. At the same time, the invention fully considers the non-interference between the impact fluid and the pump fluid (submarine hydrate) channel, and designs two passages respectively. And a special sealing structure is designed to effectively realize the mutual non-influence of the two kinds of fluid flow. The invention provides an important reference for the structural design of submarine hydrate pumping device and has good engineering significance.

【技术实现步骤摘要】
一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置
本专利技术涉及涡轮泵装备领域，特指一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置。
技术介绍
《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将“天然气水合物开发技术”部署为27项前沿技术之一。目前，开采海洋水合物主要采用降压、注热、注剂、置换等方法，并且国内外已实施的水合物试采多以前者为主，但是这些开采方法面临极为严重的井筒安全、生产控制、环境风险已经天然气层坍塌等问题，而我国南海的天然气水合物90％以上都属于非成岩矿体，常规方法难以开采，为了应对此种恶劣工况，我国科学家提出了高效开发该类水合物矿体的革命性技术“固态流化法”，并对海底水合物泵送装置提出了系统的功能要求，针对海底水合物的泵送装置的研究成为实际的工程需求，然而，海底水合物的开采近年来在我国才取得实质性突破，适用于海底水合物泵送装备研究较少，且限于海底特殊工况，现有油气装备不能满足海底水合开采的实际需求，因此，研制一种适用于海底水合物开采的泵送装置对推进我国水合物开采进程具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置，解决现有
技术介绍
下缺乏适用于海底水合物开采运输装置问题，同时为实现海底水合物高效输送提供一种具有实际意义的技术方案。本专利技术所采用的技术方案是，一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置。所述一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置主要包括泵轮组件、涡轮马达组件、内壳总成、外壳总成；所述泵轮组件与涡轮马达组件之间通过花键结构连接，泵轮组件与涡轮马达组件安装在内壳总成内，所述内壳总成安装在外壳总成内。进一步技术方案中，泵轮组件包括泵轴、泵轴紧固螺帽、泵轴下端PDC轴承、螺旋泵叶、导流叶轮、内六角螺钉和花键轴套；所述螺旋泵叶焊接在泵轴上，泵轴两端开有螺纹，泵轴紧固螺帽将泵轴下端PDC轴承定位在螺旋泵叶下端；所述导流叶轮套在泵轴上并位于螺旋泵叶上端；所述花键轴套通过螺纹与泵轴连接并通过周向均布分布的四颗内六角螺钉与泵轴紧固。所述花键轴套内孔开有螺纹，在螺纹孔段内沿周向开有均布分布的六个小孔，花键轴套外侧则加工成花键的结构。进一步技术方案中，涡轮马达组件包括涡轮轴下端PDC轴承、泵液出口过流套、泵液出口导流套、泵液出口密封件、涡轮轴、径向轴承、冲击液出口导流套、冲击液出口过流套、涡轮出口定位套、涡轮马达、PDC轴承上定位套、PDC轴承下定位套、涡轮入口PDC轴承、冲击液入口过流套、涡轮入口定位套、冲击液入口导流套、止推轴承定位套、止推轴承、入口密封件定位套、入口密封件、涡轮轴紧固螺帽、涡轮轴前置导流套；所述涡轮轴下端PDC轴承安装在涡轮轴下端，泵液出口过流套套在涡轮轴上，且一侧抵在涡轮轴下端PDC轴承上，另一侧抵在泵液出口导流套上；所述泵液出口密封件共有两个，依次安装在径向轴承左右两侧；所述冲击液出口导流套安装在涡轮轴上的开孔处；所述冲击液出口过流套与涡轮出口定位套安装在冲击液出口导流套与涡轮马达之间，起定位作用；所述涡轮马达由多级组成，每级分为涡轮马达定子和涡轮马达转子，涡轮马达定子与涡轮马达转子相间安装在涡轮轴上，且涡轮马达转子与涡轮轴过盈配合，涡轮马达定子与涡轮轴间隙配合，所述涡轮入口PDC轴承安装在涡轮轴上且位于涡轮马达上端；所述冲击液入口过流套与涡轮入口定位套分别安装在涡轮入口PDC轴承与冲击液入口导流套之间，入口导流套起冲击液导流和一定的密封作用；所述止推轴承安装在冲击液入口导流套之后，起缓冲轴向力作用；所述入口密封件安装在止推轴承之后，起防止冲击液串流的作用；所述涡轮轴上端还安装有涡轮轴前置导流套，起到对涡轮轴中的输出泵液导流作用。所述涡轮轴左端加工有花键内孔，轴内加工有导流孔，并在导流孔末端开有沿周向均布分布的3个出口孔。所述泵液出口密封件还包括内外圈矩形密封环、内外圈组合密封环、橡胶垫圈、紧固螺钉、左右夹套和中间密封主体；所述左右夹套内圈与外圈分别开有3个矩形凹槽，内外圈矩形密封环与内外圈组合密封环分别安装在凹槽内；所述中间密封主体的内圈与外圈分别开有梯形槽，用以缓冲流体的流动；所述左右夹套分别通过周向均布分布的四颗紧固螺钉与中间密封主体连接；所述橡胶垫圈安装在左右夹套与中间密封主体之间。进一步技术方案中，内壳总成包括下端内壳、泵壳、涡轮马达壳及上端内壳；所述下端内壳、泵壳、涡轮马达壳及上端内壳之间分别通过螺纹连接；所述下端内壳一端开有锥螺纹，并沿周向均布焊接四个支撑块，所述上端内壳与下端内壳几何结构相同。所述涡轮马达壳左右两侧分别开有沿周向均布分布的3个开孔分别对应冲击液入口孔和出口孔，左右两侧开孔处分别焊接有导流支撑筒，导流支撑筒内开有锥台孔用以导流和减小流体损失，导流支撑筒上开有矩形凹槽用以安装密封圈。进一步技术方案中，外壳总成包括下端外壳、中间外壳、上端外壳，所述下端外壳、中间外壳与上端外壳之间通过螺纹连接。综上所述，本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置有益效果为：本专利技术提供了一种可靠的海底水合物泵送方案，可直接以海水作为冲击液带动涡轮马达转动，以涡轮马达作为螺旋泵叶的动力源，可以有效地实现海底水合物的持续泵送，同时本专利技术充分考虑了冲击液与泵液(海底水合物)流道的互不干涉，分别设计了两条通流通道，并设计了专门的密封结构可有效实现两种流体流动的互不影响。本专利技术的提出为研究海底水合物泵送装置的结构设计提供了重要的参考，具有较好的工程意义。附图说明图1是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置结构示意图一图2是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置结构示意图二图3是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置结构示意图三图4是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置泵轮组件结构示意图图5是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置花键轴套结构示意图图6是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置涡轮马达组件结构示意图图7是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置涡轮轴结构剖视图图8是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置泵液出口密封件结构示意图图9是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置内壳总成结构剖视图图10是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置外壳总成结构剖视图图11是本专利技术一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置单级涡轮马达结构示意图图中：1、下端外壳，2、下端内壳，3、中间外壳，4、泵轴紧固螺帽，5、泵轴下端PDC轴承，6、泵轴，7、泵壳，8、螺旋泵叶，9、导流叶轮，10、内六角螺钉，11、涡轮轴下端PDC轴承，12、花键轴套，13、泵液出口过流套，14、涡轮马达壳，15、泵液出口导流套，16、泵液出口密封件，17、径向轴承，18、涡轮轴，19、冲击液出口导流套，20、冲击液出口过流套，21、涡轮出口定位套，22、涡轮马达，23、PDC轴承上定位套，24、PDC轴承下定位套，25、涡轮入口PDC轴承，26、冲击液入口过流套，27、涡轮入口定位套，28、冲击液入口导流套，29、止推轴承定位套，30、止推轴承，31、入口密封件定位套，32、入口密封件，33、涡轮轴紧固螺帽，34、上端内壳，35、涡轮轴前置导流套，36、上端外壳；101、泵轮组件，102、涡轮马达组件，103、内壳总成，104、外壳总成；161、外圈矩形密封环，162、紧固螺钉，163、内圈矩形密封环，164、左夹套，165、橡胶垫圈，166、内圈组合密封环，167、中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.所述一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置主要包括泵轮组件(101)、涡轮马达组件(102)、内壳总成(103)、外壳总成(104)；所述泵轮组件(101)与涡轮马达组件(102)之间通过花键结构连接，泵轮组件(101)与涡轮马达组件(102)安装在内壳总成(103)内，所述内壳总成(103)安装在外壳总成(104)内。

【技术特征摘要】
1.所述一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置主要包括泵轮组件(101)、涡轮马达组件(102)、内壳总成(103)、外壳总成(104)；所述泵轮组件(101)与涡轮马达组件(102)之间通过花键结构连接，泵轮组件(101)与涡轮马达组件(102)安装在内壳总成(103)内，所述内壳总成(103)安装在外壳总成(104)内。2.根据权利要求1所述的一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置，其特征在于所述泵轮组件(101)包括泵轴(6)、泵轴紧固螺帽(4)、泵轴下端PDC轴承(5)、螺旋泵叶(8)、导流叶轮(9)、内六角螺钉(10)和花键轴套(12)；所述螺旋泵叶(8)焊接在泵轴(6)上，泵轴(6)两端开有螺纹，泵轴紧固螺帽(4)将泵轴下端PDC轴承(5)定位在螺旋泵叶(8)下端；所述导流叶轮(9)套在泵轴(6)上并位于螺旋泵叶(8)上端；所述花键轴套(12)通过螺纹与泵轴(6)连接并通过周向均布分布的四颗内六角螺钉(10)与泵轴(6)紧固。3.根据权利要求2所述的一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置，其特征在于所述花键轴套(12)内孔开有螺纹，在螺纹孔段内沿周向开有均布分布的六个小孔，花键轴套(12)外侧则加工成花键的结构。4.根据权利要求1所述的一种海底水合物涡轮螺旋泵送装置，其特征在于所述涡轮马达组件(102)包括涡轮轴下端PDC轴承(11)、泵液出口过流套(13)、泵液出口导流套(15)、泵液出口密封件(16)、涡轮轴(18)、径向轴承(17)、冲击液出口导流套(19)、冲击液出口过流套(20)、涡轮出口定位套(21)、涡轮马达(22)、PDC轴承上定位套(23)、PDC轴承下定位套(24)、涡轮入口PDC轴承(25)、冲击液入口过流套(26)、涡轮入口定位套(27)、冲击液入口导流套(28)、止推轴承定位套(29)、止推轴承(30)、入口密封件定位套(31)、入口密封件(32)、涡轮轴紧固螺帽(33)、涡轮轴前置导流套(35)；所述涡轮轴下端PDC轴承(11)安装在涡轮轴(18)下端，泵液出口过流套(13)套在涡轮轴(18)上，且一侧抵在涡轮轴下端PDC轴承(11)上，另一侧抵在泵液出口导流套(15)上；所述泵液出口密封件(16)共有两个，依次安装在径向轴承(17)左右两侧；所述冲击液出口导流套(19)安装在涡轮轴(18)上的开孔处；所述冲击液出口过流套(20)与涡轮出口定位套(21)安装在冲击液出口导流套(19)于与涡轮马达(22)之间，起定位作用；所述涡轮马达(22)由多级组成，每级分为涡轮马达定子(222)和涡轮马达转子(221)，涡轮马达定子(222)和涡轮马达转子(221)相间安装在涡轮轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，林梦，龚彦，郝仁杰，杨林，彭粲粲，李谨，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51