一种带有双锥单元的泵装置及其使用方法制造方法及图纸

不但通过将间隙或入口（２２）移进出口锥（４７），而且使成形的小扩散体的锥度θ↓［３］（５５）小于出口锥的其余部分（５３）的锥度θ↓［２］（１０９），从而双锥装置（１）的性能得到提升。双锥单元（７，６０），特别是带有上述改进的扩散体的双锥单元可以用在泵装置（１，６０）上，如在所述装置中，流体必须从很深处抽出井泵（１）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种泵装置，尤其是涉及一种用于从深处抽吸材料的泵装置，本专利技术还涉及所述泵装置的使用方法。
技术介绍
人们广泛对从距地面10米以下或更深的井底抽吸材料的问题感兴趣。许多地下水位于地面20米到150米以下区域，因此，需要正压抽吸技术。在石油工业中，因为一些有石油井和天然气井可能深于1000米，这种情况就更成为问题。 除了井深问题，还有另一个问题。这个新问题涉及从很深的井里向上提水。这样的水已经证明有很特殊的性质，几千米深的水包含很大百分比的重水。这种自然资源是用于喷融工艺的最主要原燃料。 目前在市场上有多种可选的井抽技术。在这些技术中，有三种占明显优势，它们是降至井底的电泵。 降至井底的喷射泵。 气-举技术。 使电子泵位置下降有许多缺点，大多数井的截面积相对较小，特别如果是深井，泵转子的直径必须小。这个事实严重限制了泵能够产生的转矩，只有通过使用特殊的贵重材料才能部分地克服。还有，所抽吸的媒质不得不流经转子，否则就没有冷却效果。目前，唯一的办法是通过电缆给泵提供电源，电缆不得不下降到井的整个深度。结果，这种类型的泵极少能应用在石油工业的井区中，这样的井底环境可能包括高温多相酸混合物。 喷射泵是一种众所周知的效率很低的设备，它不能在高的背压下工作。然而，其具有优点机械泵位于安全地带——地面上。在下方，泵不得不传送所需的全部压力来克服由于井深导致的静压降和动压降。为了试图减少这种高压传送的需要，经常使用气-举技术。这需要在井底喷射气体，从而气体沿排气管上升时，气体在某种程度上抵消所述背压。 所有这些技术在理论上都可行，但已证明在实际操作中是非常困难的和成本大的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种泵设备，以克服以上所提到缺点中的至少一个缺点。 所述目的是通过提供一种泵装置而实现的。该泵装置用于从深处抽吸包括气体在内的流体，其工作流体的环路包括下列部分一个供应管、一个排出管、一个循环泵、一个双锥单元和用于排出被抽吸流体的排出装置，这些部分连接成使得循环流体循环通过循环泵、供应管、双锥单元、排出管和循环泵，并且排出装置设置在所述管之一中，从而由双锥单元注入循环流中的被抽吸液能由排出设备采出，双锥单元包括一个入口单元和一个出口单元，每一个单元为中空的截头锥形，入口单元和出口单元由各自的小直径的第一端相连，从而形成一个孔，其中满足下列条件中的至少一个间隙宽度h与孔直径d的比h/d0＜h/d＜6入口直径Din与孔直径d(124)的比Din/d2＜Din/d；出口直径Dout与孔直径d(124)的比Dout/d2＜Dout/d；入口锥体的锥度θ10＜θ1＜10°；以及出口锥体的锥度θ2θ2≤θ1。 附图说明 图1是使用一个双锥单元的泵装置的示意图；图2是一个双锥单元的纵向剖面放大示意图；图3是沿图1中的线III-III的剖面图；图4是与图2类似的且具有特征参数的双锥单元纵向剖面放大示意图；图5是第三个泵装置(C实施例)的示意图。 具体实施方式 本专利技术中所使用的双锥单元是几个早期专利的主题，这几个早期专利例如是CH-A-669 823，CH-A-671 810，US-A-4 729 284，EP-B-0 232391和申请号是PCT/CH 99/0403国际专利申请，在此引用作为参考。 从这些文献中，已知双锥单元(DCT)可形成一种用于产生过压的有效装置以及一种抽吸装置。 然而，对于井泵的要求，存在起动问题，起动时所抽吸的流体从设备中喷出喷入井中。令人惊讶的是，注意到抽吸开始后一小段时间，这种喷射会停止。在其它阶段中，双锥单元迅速产生一种超过背压的抽吸效果。 参照图1，一种双锥井泵装置主要包括一个循环泵3，一个双层管4，一个开口双锥(ODC)单元7和一个可选分离机9。所述循环泵3位于地面11上的一个安全的位置处。循环泵3为双层管4的内腔13或外腔15(外腔管)供液，双层管4连接循环泵3和开口双锥单元7。双层管4可以是刚性的、半刚性的或柔性的。双层管4是柔性的例子是在灭火水龙带内套着的灭火水龙带。位于井19的底部17的开口双锥单元7，将待抽吸的流体20和/或气体通过入口22抽入循环流21。所得到的混合物直接进入所述双层管的排出部分23并且上升到地面11，如向上的箭头25所示。这些混合物进入位于地面的分离机9，在此处载液被分流并返回到循环泵3(箭头27)。 开口双锥单元7不包括任何可移动部件。只有载液和将要引入的物质(例如，待抽吸的流体20)处于动态。在开口双锥中没有阀，该开口双锥可以随意启动和停止。唯一的特殊要求是必须具有特殊的几何形状，以及开口双锥由一种耐受环境的材料制成，该材料需要在这种环境中发挥作用。 开口双锥单元的特殊机械特性包括很好地抗高背压的能力。实际上，开口双锥几何形状可选择成在高背压的情况下该形状的开口双锥比没有同样的单元更有效地发挥作用。开口双锥在这一方面的优点如下面引用的例子中所示。 在一个1000米深的井中，流体媒质的背压可望达到100巴以上。借助于双锥单元井泵，循环泵不需要产生100巴的压强，但假设输出传送保持在一个特定的水平之下，这个压强大约为10到20巴。不足的压力由开口双锥单元来供给，开口双锥单元具有将高流速低压的流体转成低流速高压流体的能力。 双锥单元井泵的特殊性质根据前面引用的专利和专利申请等其它的资料，双锥单元井泵是对于已知双锥单元高压泵的意想不到和惊人的发展。高压泵的许多特征也延至到井泵。井泵多种的特征和潜在的应用在下面的列表中列出。 双锥单元井泵特征技术特征1.能单独地抽吸气体，流体和悬浮液或它们的混合物。 2.使用一种载液。 3.该载液优选用于任何给定的应用。 4.载液由一个循环泵来驱动，循环泵所传送的压力可以比根据井深的静压所示的压力低得多。 5.如果出现任何下面的情形，泵都不会损坏出口关闭。 入口关闭。 出口和入口都关闭。 6.井下开口双锥可以在施加于其入口22负压或正压下工作。 7.所述泵无脉动。 8.所述泵可在高压下工作。 9.所述泵可以用于连续生产和间歇生产。。 双锥单元井泵的外观和安装特征10.开口双锥单元7可以位于远离循环泵3的一定距离处。 11.循环泵3可以位于邻近电源的一个安全的地方，而开口双锥单元7位于所预期的吸入点处。 12.泵的总功效是开口双锥单元7的附近的环境压力和系统压力的递增函数。 13.将开口双锥单元7置于地面以下的深井中，如图1，双锥单元泵显示出远远高于地面上的开口双锥单元所获得的水力学功率。 14.可以运送各种各样的多相混合物，包括含有如下成份的任何混合物小固态微粒； 低粘度软泥；流体；气体。 15.可以将整个泵设置在灭菌条件下运行。 双锥单元井泵在多相抽吸中的优点16.可以抽吸危险混合物。 17.危险物不需要通过循环泵3，因为危险物可以在分离机9中分离出去，只有载液返回到循环泵3。 18.载液可以选择成“中和”或选择性地传送所选择的部分。 双锥单元井泵工作原理第一个实施例A图1是双锥单元井泵的工作原理示意图。循环泵3向通向开口双锥单元7的入口单元29(图1和图2的箭头30)的双层管的外腔供应流体。在该流体通过开口双锥单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在流体中产生压差的双锥装置（７），该流体可渗入到该装置中渗透，所述的设备大致由一个入口单元（２９）和一个出口单元（４７）组成，每一个大体为空的截头锥形，入口单元（２９）和出口单元（４７）由各自的小径的第一端相连形成一个孔（４５），其特征在于：出口单元的至少一个第一入口（２２）位于距其第一端的一段距离处，从而位于入口（２２）和出口单元的第一端之间有一个降低噪音和／或降低双锥装置的磨损的截面积和有效长度Ｌ为递增的扩散体部分（４９），所述扩散体部分的锥度比出口锥的锥度小。

【技术特征摘要】
EP 2001-3-16 01810262.4所保护的范围内做出不同的变化。如可以作下述变化作为改进的双锥单元的替代，可以使用一个简单的双锥单元，即在最窄处带有入口22的双锥单元。 可以用分离的管来供应和排出循环液，例如，通过倾斜或在极端情况下将双锥单元水平放置。 出口锥的虚拟延长段可能不是严格地会合双锥单元的孔45的周边，而可能与平面31剖切出更小直径或更大直径。权利要求1.一种泵装置(1，60)，其用于从深处抽吸包括气体在内的流体，其工作流体的环路包括下列部分一个供应管、一个排出管、一个循环泵(3)、一个双锥单元、和用于排出被抽吸流体的排出装置，这些部分连接成使得循环流体循环通过循环泵(3)、供应管、双锥单元、排出管和循环泵(3)，并且排出装置设置在所述管之一中，从而由双锥单元注入循环流中的被抽吸液能由排出装置采出，其特征在于双锥单元包括一个入口单元(29)和一个出口单元(47)，每一个单元为中空的截头锥形，入口单元(29)和出口单元(47)由各自的小直径的第一端相连，从而形成一个孔(45)，其中设在出口单元内的至少一个入口(22)位于距出口单元第一端一段距离处，从而在入口(22)和出口单元的第一端之间存在一个截面积递增且有效长度为L的扩散管部分(49)，所述扩散管部分(49)的锥度比出口单元(47)的锥度小，并且满足下列条件中的至少一个间隙宽度h(126)与孔直径d(124)的比h/d0＜h/d＜6；入口直径Din(27)与孔直径d(124)的比Din/d2＜Din/d；出口直径Dout(128)与孔直径d(124)的比Dout/d2＜...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰思达克，汉森沃巴克，乔山，
申请(专利权)人：DCT双锥技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]