CN202326463U

CN202326463U - 双层叶片气液混输器

Info

Publication number: CN202326463U
Application number: CN2011205038825U
Authority: CN
Inventors: 赵永武; 刘恒; 邵永实; 邓辉; 董振刚; 殷红雯
Original assignee: Daqing Petroleum Administration Bureau; China National Petroleum Corp; Daqing Oilfield Equipment Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Daqing Petroleum Administration Bureau; China National Petroleum Corp; Daqing Oilfield Equipment Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-12-06

Abstract

本实用新型涉及一种双层叶片气液混输器。主要解决现有的潜油电泵入口井液气液比高而影响潜油电泵的性能的问题。其特征在于：所述的壳体（9）内部上、下接头（1,12）之间由上至下依次设置有上轴承座（3）、压紧管（4）、上、下导壳（7、10），下接头（12）内部设有下轴承座（26），上、下导壳（7,10）内部设有若干个叶轮（8），所述的上、下轴承座（3,26）通过轴承支撑有轴（2），轴（2）穿过上、下导壳（7,10）及叶轮（8）后其两端由轴套（11）固定，轴（2）中部外侧还连接有锁紧装置（6）。该双层叶片气液混输器可有效破坏气体积聚的产生，将气体溶于液体，从而确保潜油电泵的性能稳定。

Description

双层叶片气液混输器

技术领域

本实用新型涉及油田领域，具体的说是一种与潜油电泵配合使用的双层叶片气液混输器。

背景技术

在各种人工举升的石油开采方式当中，采用潜油电泵系统是行之有效的方式之一，但是潜油电泵系统的应用是有条件限制的，例如多数低排量潜油电泵均要求入口井液气液比低于5%，即使是高排量潜油电泵，入口井液的气液比一般也不能高于10%，当含气量高于此值时，泵体内气蚀加重，甚至发生气锁，严重影响泵的性能和寿命。但是随着石油开采的不断进行，产液量低、含气量大的油井数量不断增加，如果潜油电泵系统不采取相应的措施，使其可以应用于这样的油井中，则潜油电泵系统的生存空间将被严重挤压。目前为降低入口井液气液比的做法通常是在潜油电泵入口处安装油气分离器，但油气分离器只能分离出一部分气体，不能使井液完全达到潜油电泵的要求，同时，油气分离器分离出的气体通过套管最终排出井外，会对环境造成污染。

发明内容

为了克服现有的潜油电泵入口井液气液比高而影响潜油电泵的性能的不足，本实用新型提供一种双层叶片气液混输器，该双层叶片气液混输器可有效破坏气体积聚的产生，将气体溶于液体，从而确保潜油电泵的性能稳定。

本实用新型的技术方案是：一种双层叶片气液混输器，包括上、下接头，且上、下接头外部螺纹连接有壳体，所述的壳体内部上、下接头之间由上至下依次设置有上轴承座、压紧管、上导壳、下导壳，下接头内部设有下轴承座，上、下导壳内部设有若干个叶轮，所述的上、下轴承座通过轴承支撑有轴，轴的外部设有轴套，轴穿过上、下导壳及叶轮后其两端由轴套固定，轴中部外侧还连接有锁紧装置；

所述的叶轮由轮毂、上盖板、下盖板、及若干组叶片组成，每组叶片由两层叶片组成，其中叶轮下端为平行于轴线方向的轴流叶片，上端为垂直于轴线方向的径流叶片，并且两层叶片交错排列；所述的上盖板与下盖板连接在轮毂外侧，且上盖板上开有若干个平行于叶轮中轴线的冲击孔；

所述的上、下导壳上设有螺旋形叶片；

所述的锁紧装置由两个半环、上锁紧套、下锁紧套、锁紧螺柱组成，外表面呈阶梯状的半环套在轴外部，上、下锁紧套与锁紧螺柱螺纹连接后套在半环外部。

所述的轴流叶片的入口倾角为20±5°,厚度为2-5mm，由轴流叶片入口边到径流叶片出口边之间的绕轴旋转角度为35±5°,径流叶片出口角为45±5°,由轴流叶片入口角到径流叶片出口角的总高度为20±5mm。

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案，当井液进入该双层叶片气液混输器时，通过双层叶片的相互作用，可以有效破坏气体积聚的产生，提高相应产品的携气能力，在对此产品进行试验时，测得吸入口出气液比最高达到57%，增强潜油电泵机组应用范围，并确保潜油泵的性能稳定。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是叶轮的俯视图；

图3是叶轮的主视图；

图4是导壳的剖视图；

图5是锁紧装置的剖视图。

图中1-上接头，2-轴，3-上轴承座，4-压紧管，5-半环，6-锁紧装置，7-上导壳，8-叶轮，9-壳体，10-下导壳，11-轴套，12-下接头，13-花键套，14-径流叶片，15-轴流叶片，16-冲击孔，17-轮毂，18-上盖板，19-径流区，20-过渡区，21-下盖板，22-轴流区，23-上锁紧套，24-下锁紧套，25-锁紧螺柱，26-下轴承座，27-半环。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1至图5所示，一种双层叶片气液混输器，包括上、下接头（1,12），上、下接头（1,12）内部为空腔，外部设有螺纹，上、下接头（1,12）通过其外部螺纹连接有壳体9，所述的壳体9内部上、下接头（1,12）之间由上至下依次设置有轴承座3、压紧管4、上导壳7、下导壳10，上述的上接头1、下接头12、轴承座3、压紧管4、上导壳7、下导壳10共同形成固定部分，上、下接头（1,12）将上述部件压紧，使其不能上下窜动。上导壳7、下导壳10内部设有若干个叶轮8，下接头12内部设有下轴承座26，所述的上轴承座3和下轴承座26通过轴承支撑有轴2，轴2的两端有花键槽，下端连接有花键套13，轴2的外部设有轴套11，轴2穿过叶轮8后其两端由轴套11固定，轴2中部外侧还连接有锁紧装置6，锁紧装置6上下均有套在轴2外部的轴套，轴2的底部外侧凹槽内设有两个下半环27，下半环27合在一起后套在轴2的外侧，下半环27外侧由轴套11压紧。轴套分为若干段，相互间隔与锁紧装置6、叶轮8的轮毂17、下半环27套在轴2的外部，并且轴向压紧形成一体，可沿轴2上下窜动。轴2上设有键槽，通过键来固定叶轮8、轴套13，确定了叶轮8、轴套13与轴2之间的角度，使叶轮8、轴套13可随轴2一同转动。上述的轴2、轴套11、叶轮8、锁紧装置6、半环27、花键套13共同构成转动部分，可共同旋转。

所述的叶轮8采用多级串联结构，级数通常为30-50级，叶轮8由轮毂17、上盖板18、下盖板21、及若干组叶片组成，作为优选，叶片通过设为6-7组，每组叶片由两层叶片组成，其中叶轮8下端即入口端为平行于轴线方向的轴流叶片15，上端即出口端为垂直于轴线方向的径流叶片14，并且两层叶片交错排列；所述的上盖板18与下盖板21连接在轮毂17外侧，且上盖板18上开有若干个平行于叶轮8中轴线的冲击孔16，冲击孔16的个数为6个，沿圆周方向均匀分布，且其的圆周接近叶轮上盖板18的外边缘，冲击孔16的直径相等，通常为4-6mm。下盖板18上设有流道入口，轴流叶片15、径流叶片14与叶轮上盖板18、下盖板21及叶轮轮毂17组合构成混输流道，所述的轴流叶片15的入口倾角为20±5°,厚度为2-5mm，由轴流叶片15入口边到径流叶片14出口边之间的绕轴旋转角度为35±5°,径流叶片14出口角为45±5°,由轴流叶片15入口角到径流叶片14出口角的总高度为20±5mm。为了描述方便，可以将叶片划分为前、中及后三个区域，则前端为径流区19，中部为过渡区20，后端为轴流区22，通过轴流叶片15的高携气能力，将高气液比的流体举升到叶片的径流区19，避免径流叶片14的入口低压段，提高叶轮的抗气锁能力；并由径流叶片14加速流体，以获得较高扬程；两层叶片交错排布，利用轴流叶片15的尾流对径流叶片14的低压区进行压力补充，增大叶轮8的携气能力。由于叶片的低压区位置开设冲击孔16，利用泄漏回流破坏气体积聚，而进一步增大叶轮8的携气能力。

所述的上、下导壳（7,10）上设有螺旋形叶片，叶片呈扭曲型，数量设为11个，叶片的入口倾角设定为20-60°，叶片厚度为2-5mm，叶片出口角设定为10-40°。上、下导壳（7,10）安装在叶轮8的轮毂17外部，叶轮8可在导壳内上下窜动。

所述的锁紧装置6由两个半环5、上锁紧套23、下锁紧套24、锁紧螺柱25组成，半环5为半个圆柱体，且其外表面呈阶梯状，轴2上对应半环5的位置处圆周方向设有凹槽，两个半环5套在轴2的凹槽外部，并且半环5上设的轴2外侧设有轴套。锁紧螺柱25上设有外螺纹，上锁紧套23与下锁紧套24上设有内螺纹，且上锁紧套23上部设有内凸台，上锁紧套23、下锁紧套24与锁紧螺柱25螺纹连接后套在半环5外部，并通过上锁紧套23上的内凸台压紧半环5。该锁紧装置采用两半环5承载由轴套11传递的叶轮8的轴向力，并传递给轴2，同时利用轴上的凹槽限定两个半环5的轴向位置；为了防止两半环5脱离，设计了上下锁紧套，以限制两半环的径向位置，并通过限制锁紧套的尺寸，使得上下锁紧套轴向不接触轴套，而是锁紧螺柱25与轴套轴向接触，从而使上下锁紧套不承受由轴套传递的轴向力，锁紧套的锁紧是按照水力学原理，通过水流旋向来防脱的。

实际使用时，该双层叶片气液混输器的上端通过螺栓与潜油电泵相连，下端通过螺栓与油气分离器或保护器相连，当井液经过油气分离器进入该双层叶片气液混输器时，叶轮8自身结构使得叶轮8可以携带含气量较高的井液，将较大气泡破碎，并提供井液动能；通过导壳流道的变化对经过叶轮8提供动能的井液进行导流和压缩，进一步提高输送液压力，减小气泡，由于采用多叶轮结构，可以将气泡进一步细化；另外，由于导壳出口与叶轮入口间的压差，使少量输送液经过叶轮轮毂17与导轮轮毂间隙、叶轮上盖板18的冲击孔16对叶轮入口产品冲击，进一步防止叶轮入口气体积聚的产生，提高叶导轮的携气量，可有效破坏气体积聚的产生。在对此产品进行试验时，测得吸入口出气液比最高达到57%。使用该双层叶片气液混输器，可以扩大潜油电泵的使用范围，有利于推广应用。

Claims

1.一种双层叶片气液混输器，包括上、下接头（1,12），且上、下接头（1,12）外部螺纹连接有壳体（9），其特征在于：所述的壳体（9）内部上、下接头（1,12）之间由上至下依次设置有上轴承座（3）、压紧管（4）、上导壳（7）、下导壳（10），下接头（12）内部设有下轴承座（26），上、下导壳（7,10）内部设有若干个叶轮（8），所述的上轴承座（3）和下轴承座（26）通过轴承支撑有轴（2），轴（2）的外部设有轴套（11），轴（2）穿过上、下导壳（7,10）及叶轮（8）后其两端由轴套（11）固定，轴（2）中部外侧还连接有锁紧装置（6）；

所述的叶轮（8）由轮毂（17）、上盖板（18）、下盖板（21）、及若干组叶片组成，每组叶片由两层叶片组成，其中叶轮（8）下端为平行于轴线方向的轴流叶片（15），上端为垂直于轴线方向的径流叶片（14），并且两层叶片交错排列；所述的上盖板（18）与下盖板（21）连接在轮毂（17）外侧，且上盖板（18）上开有若干个平行于叶轮（8）中轴线的冲击孔（16）；

所述的上、下导壳（7,10）上设有螺旋形叶片；

所述的锁紧装置（6）由两个半环（5）、上锁紧套（23）、下锁紧套（24）、锁紧螺柱（25）组成，外表面呈阶梯状的半环（5）套在轴（2）外部，上、下锁紧套（23，24）与锁紧螺柱（25）螺纹连接后套在半环（5）外部。

2.根据权利要求1所述的双层叶片气液混输器，其特征在于：所述的轴流叶片（15）的入口倾角为20±5°,厚度为2-5mm，由轴流叶片（15）入口边到径流叶片（14）出口边之间的绕轴旋转角度为35±5°,径流叶片（14）出口角为45±5°,由轴流叶片（15）入口角到径流叶片（14）出口角的总高度为20±5mm。