一种双通道液力举升泵制造技术

本发明专利技术涉及到用于海洋天然气水合物固态流化开采所用的一种双通道液力举升泵，其由泵节、涡轮节、桥式通道总成、上接头、壳体、下接头组成。所述泵节主要由泵轮、导轮、泵轴、泵壳体等组成。所述涡轮节主要由定子、转子、涡轮轴、涡轮壳体等组成。所述桥式通道总成主要由桥式通道接头、中间连接轴、密封总成组成。泵节和涡轮节通过桥式通道总成连接为组合体，并由扶正块扶正在壳体中间。工作时，涡轮节将动力液能量转化为机械能，通过中间连接轴传递到泵轴，泵轴带动泵轮不断抽吸井筒中返排液，对返排液做功后将其排出。本发明专利技术在工作中控制并降低了井筒液柱对地层的压力，解决了固态流化开采中井筒泄漏的问题，极大地提高了开采效率。极大地提高了开采效率。极大地提高了开采效率。

【技术实现步骤摘要】
一种双通道液力举升泵


[0001]本专利技术涉及到用于海洋天然气水合物固态流化开采所用的一种双通道液力举升泵，属于海洋天然气水合物开采设备领域。

技术介绍

[0002]海洋天然气水合物的固态流化开采法是针对其他开采方法中出现的天然气逃逸、地层易坍塌等问题而发展起来的一种开采工艺，作业时先采用旋转钻进方法在天然气水合物储层原位对固态天然气水合物进行机械破碎并形成领眼，再采用高压水射流的方式将固态水合物破碎并与钻井液混合在一起。循环钻井液，将含有水合物固相颗粒的钻井液从海底带回海面，实现对海底天然气水合物的绿色开采。但由于水合物储层当量密度窗口窄，破裂压力小，地层极易漏失，海面泵入水合物储层的钻井液大多数漏失而无法返回海面，不能实现水合物的有效开采。降低井筒液柱对水合物储层的压力，控制地层漏失，是一种解决上述问题的有效方法。在海底水合物储层的井筒中，采用举升泵抽吸，将含有水合物固相颗粒的钻井液通过泵送的方式运送至海面，则可有效解决水合物储层的漏失问题，提高开采效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于满足海洋天然气水合物固态流化开采工艺的要求，提供一种双通道液力举升泵，以实现对海洋天然气水合物的绿色高效开采。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]本专利技术一种双通道液力举升泵，由泵节、涡轮节、桥式通道总成、上接头、壳体、下接头组成。所述泵节主要由泵轮、导轮、径向轴承、止推轴承组、泵轴、泵壳、泵壳上接头、泵壳下接头、压紧螺母、过流套、止动销等组成。泵轮通过间隙配合套在泵轴上，为满足不同的扬程需求，泵轴上安装有多个泵轮，导轮安装在每一个泵轮之后，与泵轮交替布置，并形成泵的串联。工作时泵轮带动其流道中的返排液运动，并对返排液做功，将机械能转化为返排液的能量，返排液被泵轮排出后，进入导轮，在导轮流道中减速，改变流向，然后以合适的速度和方向进入后一级泵轮中，其能量得到进一步的增加，经过后一级导轮的减速导向后，再次进入后续的泵轮和导轮，直到最后一级的导轮后，返排液能量增加到相应的要求后，流出泵节。泵轴两端安装径向轴承对泵轴扶正，使得泵轴在旋转时，不发生偏心。泵轴最下端安装有止推轴承组用于承受泵轮在工作时产生的轴向载荷，并将轴向载荷传递至泵壳。泵轴下段设置为中空，中空段的长度在泵轴中向上延伸至泵轮吸入口下端，并在泵轴对应的中空段顶端沿周向均布开槽，形成贯通的流道，以使得泵轴下端的返排液能顺利地通过泵轴中空段进入泵轮中。泵壳上接头、泵壳下接头与泵壳之间均采用螺纹连接，并将泵节的零部件固定在泵壳中。泵壳外壁对应于安放径向轴承的位置设置有沿圆周均布的扶正块。
[0006]所述涡轮节，主要由定子、转子、扶正轴承、推力轴承、涡轮轴、涡轮壳体、花键接头、过流定位套、涡轮壳体上接头、涡轮壳体下接头等组成。转子通过间隙配合安装在涡轮
轴上，单个转子输出扭矩有限，为满足扭矩要求，在涡轮轴上安装有多个转子，定子安装在每个转子的前面，与转子交替布置。工作时，动力液首先进入定子中，在定子流道中加速导向后，以一定的方向和速度进入转子中，流经转子叶栅时，对转子叶栅产生升力和冲击力，并驱动转子旋转，实现了将动力液的液压能转化为机械能的目的。动力液从转子流出后，进入下一级定子，在下一级定子中再次加速导向后，进入下一级转子，动力液的流体能量再次转化为机械能，重复上述能量转化过程，直到动力液流出最后一级转子。涡轮轴两端安装有扶正轴承，用于承受涡轮轴在旋转时形成的径向载荷，使其不发生偏心。涡轮轴最下端安装有推力轴承，用以承受涡轮轴上的轴向载荷。涡轮轴下段设置为中空，并在中空段靠近最末级转子的顶端沿圆周均匀开槽，以便从末级转子流出的动力液通过涡轮轴中空段流出。花键接头和涡轮轴之间采用螺纹连接，并压紧固定安装在涡轮轴上的零部件。涡轮壳体上接头和涡轮壳体下接头与涡轮壳体之间均采用螺纹连接，并将涡轮节的零部件固定在涡轮壳体中。涡轮壳体对应于安放扶正轴承的位置设有沿圆周均布的扶正块。涡轮壳体下接头末端设置有圆锥段和凹槽，用以传递轴向载荷和反扭矩，且其下半段设计为扁平状，以便流体通过。
[0007]所述桥式通道总成主要由桥式通道接头、中间连接轴和密封总成等组成。桥式通道接头为双层结构，由中间管和外壳构成。在其周向均匀设置有五个相互独立的流道，其中两个流道用于向下部涡轮节中输送动力液，另外三个流道用于向上输送泵节的返排液，输送动力液的流道和输送反派液的流道出入口相反，在周向上交替布置，以确保桥式通道总成受力均匀。中间连接轴上端设有螺纹，下端设有内花键，且其上半段为空心，并在空心段的最下端沿周向均匀开槽。密封总成主要由间隙密封套筒、车氏密封、隔环、压盖、O型圈、耐磨环、螺钉等组成，间隙密封套筒通过螺纹安装于桥式通道接头中间管内，中间连接轴从密封总成中心穿过。密封总成将桥式通道接头中间管内腔分为上腔和下腔，上腔为返排液腔，下腔为动力液腔。间隙密封套筒下端开有凹槽，用于收集从间隙中带来的固相颗粒。
[0008]进一步地，泵节的泵壳下接头和桥式通道总成的桥式通道接头通过螺纹连接在一起，桥式通道总成的桥式通道接头和涡轮节的涡轮壳体上接头通过螺纹连接在一起，且泵轴通过螺纹直接与中间连接轴连接在一起，涡轮轴通过花键接头和中间连接轴连接在一起，从而实现将泵节、桥式通道总成、涡轮节固连成一个组合体，并通过泵壳外的扶正块和涡轮壳体外的扶正块使得组合体位于壳体的中心。涡轮节产生的动力由涡轮轴通过花键接头传递到中间连接轴上，再由中间连接轴传递到泵轴上，然后泵轴带动泵轮工作。泵节在工作时需要克服的反扭矩和承受的轴向载荷由泵壳承担、涡轮节在工作时需要克服的反扭矩和承受的轴向载荷由涡轮壳体承担，泵壳通过泵壳下接头将反扭矩和轴向载荷传递到桥式通道接头上，桥式通道接头通过涡轮壳体上接头将泵节的反扭矩和轴向载荷传递到涡轮壳体上，涡轮壳体将泵节和涡轮节的反扭矩与轴向载荷一并传递到涡轮壳体下接头上，涡轮壳体下接头的圆锥段坐在下接头的圆锥面上，将轴向载荷从组合体传递到下接头，并传递到壳体上。同时，下接头内的键卡入在涡轮壳体下接头的凹槽中，用以传递反扭矩。
[0009]进一步地，上接头的下端面紧贴泵壳上接头的扶正块，将组合体固定在壳体中，实现轴向定位。
[0010]本专利技术的工作原理：
[0011]从上部输送的高压动力液，通过泵节和壳体之间的环形通道，进入桥式通道总成，
经桥式通道总成中的动力液流道，进入涡轮节中，在涡轮节中经过定子导向加速后，进入转子中将流体能量转化为机械能，并驱动转子旋转，动力液再进入下一级定子中，如此反复，动力液经过多级定子、转子后从涡轮节中排出，多级转子带动涡轮轴旋转，涡轮轴将动力通过中间连接轴传递到泵轴。泵轴旋转，带动泵轴上的泵轮旋转，泵轮对返排液做功，并经过导轮减速导向后，流向下一级泵轮，如此反复，经过多级泵轮、导轮后，返排液流出泵节，同时泵轮不断吸入下部返排液，下部反排液经涡轮节和壳体之间的环形通道，进入桥式通道总成，经桥式通道总成中的返排液流道，进入泵轴中空段，并到达泵轮吸入口，被泵轮吸入。
[0012]本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双通道液力举升泵由泵节、涡轮节、桥式通道总成、上接头(1)、壳体(2)、下接头(36)构成，其特征在于：所述泵节主要由泵轮(9)、导轮(8)、径向轴承(7、12)、止推轴承组(13)、泵轴(10)、泵壳上接头(3)、泵壳下接头(14)组成；所述涡轮节主要由定子(30)、转子(31)、扶正轴承(29、32)、推力轴承(34)、涡轮轴(27)、涡轮壳体(28)、花键接头(26)、涡轮壳体上接头(25)、涡轮壳体下接头(35)组成；所述桥式通道总成主要由桥式通道接头(16)、中间连接轴(15)、密封总成等组成；泵节和涡轮节通过桥式通道总成连接为组合体，其中，泵轴(10)与中间连接轴(15)通过螺纹连接，中间连接轴(15)与花键接头(26)通过花键连接，然后花键接头(26)与涡轮轴(27)通过螺纹连接为一体，同时，泵节通过泵壳下接头(14)和桥式通道接头(16)相连接，涡轮节通过涡轮壳体上接头(25)和桥式通道接头(16)相连接，由泵壳(6)外的扶正块(b、c)和涡轮壳体(28)外的扶正块(d、e)将组合体扶正在壳体(2)中间，并通过涡轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚彦，刘永红，刘鹏，辛勇亮，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：