CN203281236U - 用于稠油输送的输油离心泵掺水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，涉及一种稠油输送装置，其中，掺水装置包括缸筒、环形挡板，缸筒呈中空的圆柱状并固定连接于输油离心泵的进口管线上，环形挡板设置于缸筒内，环形挡板的上部呈扩径状，环形挡板的上檐与缸筒的内壁固接，环形挡板的外壁与缸筒的内壁之间形成一下端开放的环形空间，在缸筒的侧壁对应于环形空间的位置贯穿设有至少一个与外界相连通的喷水嘴。本实用新型能够使流入离心泵的油流形成水包油的状态，由于外层水膜的作用，降低了油流与离心泵的叶轮和壳体之间的摩擦阻力，进而增加了离心泵的输油效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及采油工程领域中用于离心泵设备输送稠油的装置，特别涉及一种使机泵运行增加输送效率减少配件损耗的掺水装置。
背景技术
随着稠油、特稠油、超稠油的大规模开发，但是由于稠油、特稠油和超稠油的粘度很高，其油田采油站转输设备出现的问题日加突出，并且因油稠问题使输油泵输油效率低，机泵配件损耗大，成本高也一直是个待解决的难题。采油站所管油井产液通过单井管线汇集到缓冲罐，积攒到一定量，通过输油设备转输，根据采油站产液量制定出的输油制度，分为间输运行和常输运行。由于，油液进入缓冲罐后油水分离，形成油上水下储存状态，因此，输油离心泵间输运行时，在整个输油时间段内分为输水段和输油段；输油离心泵常输运行时，形成输水段和输油段交替变化运行。输油离心泵输送油液的原理是，电机带动机泵叶轮高速旋转，产生离心力，油液从机泵进口吸入，在离心力的作用下，从机泵出口甩出形成扬程，将采油站存储的油液转输出去。输油离心泵在输送稠油、特稠油、超稠油时，由于稠油、特稠油、超稠油粘度高，进入机泵的油液粘在机泵叶轮和壳体上，又由于原油粘度高摩擦阻力增大，降低了输油离心泵泵效。同时，输油离心泵的机械密封只有通过所输送的油液提供润滑剂，才能保证运转时不产生干磨烧坏问题，但由于稠油的原油粘度高阻遏了输油离心泵运行时，油液给机泵机械密封输送润滑剂，造成输油离心泵机械密封使用寿命缩短，使输油离心泵在稠油、特稠油、超稠油的采油站不能正常使用。由此产生了原油粘度影响泵效问题，同时产生了机械密封使用寿命缩短问题。
为解决稠油输送时的上述问题，目前常采用水膜输油的管道输进方法，即在输油管中产入水，使水在油液和输油管之间形成一层水膜，降低油液与输油管间的摩擦力，提高输送效率。但是，这种方法还存在一个不能克服的缺陷，上述方法虽然降低了油液与输油管的摩擦，但是不能解决提供原油流动动力的离心机在输送稠油时泵效降低及机械密封使用寿命短的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够增加离心泵输送稠油、特稠油和超稠油时的泵效的掺水装置。
本实用新型的另一个目的是提供一种能够延长输送稠油的离心泵机械密封使用寿命的掺水装置。
为达到上述目的，本实用新型提出一种用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述掺水装置包括缸筒、环形挡板，所述缸筒呈中空的圆柱状并固定连接于所述输油离心泵的进口管线上，所述环形挡板设置于所述缸筒内，所述环形挡板的上部呈扩径状，所述环形挡板的上檐与所述缸筒的内壁固接，所述环形挡板的外壁与所述缸筒的内壁之间形成一下端开放的环形空间，在所述缸筒的侧壁对应于所述环形空间的位置贯穿设有至少一个与外界相连通的喷水嘴。
如上所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述喷水嘴包括具有水流通道的本体和中空的活接头，在所述本体伸入所述环形空间的端部开设有与所述水流通道相连通的喷水孔，所述本体的另一端部与所述活接头相连接，所述活接头与所述缸筒外的输水管相连。
如上所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述本体的外周套设有水嘴室，所述水嘴室固定连接于所述缸筒的侧壁上。
如上所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述水嘴室的外壁固接于所述缸筒侧壁上，所述本体与所述活接头相接的一端部设有沿径向扩张的限位环，所述水嘴室的内壁设有一圈限位台，所述限位环与所述限位台对位卡合。
如上所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述活接头包括接头套和具有轴向贯通腔的接头体，所述接头体的一端插入所述水嘴室内并与所述本体的水流通道相连通，所述接头体的另一端与所述输水管对接且相连通，所述接头套螺纹套合于所述接头体和所述水嘴室的外壁上。
如上所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述本体与所述水嘴室间设有密封胶垫，所述本体与所述活接头间设有密封胶垫。
如上所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述喷水孔为条形孔或圆形孔。
如上所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述喷水孔为条形孔并开设于所述本体的侧壁上，所述喷水孔的长度方向为沿所述本体的周向，所述喷水孔的宽度方向为沿所述本体的轴向。
如上所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述本体上对称开设有两个所述喷水孔，两个所述喷水孔中心的连线与所述环形挡板的轴线垂直。
如上所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其中，所述输水管上依次连接有单流阀、控制阀和流量计，所述流量计与采油站掺水管线连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点：
1、本实用新型提出的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置安装在输油离心泵的进口管线上，使流入离心泵的油流形成水包油的状态，由于外层水膜的作用，降低了油流与离心泵的叶轮和壳体之间的摩擦阻力，进而增加了离心泵的输油效率。
2、本实用新型提出的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置安装在输油离心泵的进口管线上，使流入离心泵的油流形成水包油的状态，由于外层水膜的作用，增加了离心机的机械密封，延长了离心机的使用寿命。
3、本实用新型提出的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置通过环形挡板与缸筒形成一环形空间，经喷水嘴所喷出的水流在上述环形空间内形成环流，使得在油流外测所形成的水膜均匀、稳定。
4、本实用新型提出的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置的喷水嘴采用条形喷水孔，并通过条形喷水孔的宽度调整出水量，使得在同样流量的条件下，喷出的水流的面积更大。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。
图1为本实用新型用于稠油输送的输油离心泵掺水装置的安装示意图；
图2为本实用新型用于稠油输送的输油离心泵掺水装置的结构示意图；
图3为本实用新型的水嘴室的结构示意图。
附图标记说明：
1-法兰；2-缸筒；3-环形挡板；4-喷水嘴；5-水嘴室；7-单流阀；8-控制阀；9-流量计；10-掺水装置；11-进口管线；12-离心泵；21-环形空间；31-上檐；41-本体；42-活接头；43-喷水孔；44-限位环；45-接头套；46-接头体；51-限位台。
具体实施方式
结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。
请参考图1、图2，分别为本实用新型用于稠油输送的输油离心泵掺水装置的安装示意图，结构示意图。如图1所示，本实用新型提出的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置10安装于输油离心泵12的进口管线11上。通过掺水装置10向上述进口管线11内掺水，使得流入离心泵的油流形成水包油的状态，由于外层水膜的作用，使得离心泵12的叶轮和壳体的表面都形成稳定的水膜，降低了油流与离心泵的叶轮和壳体之间的摩擦阻力，进而增加了离心泵的输油效率。并且由于油流外层水膜的作用，尤其由于在不停掺水的状态下，输油离心泵在运转和停止状态都有掺水进入，使得机泵的密封始终处在掺水状态的保护下，从而降低了机泵机械密封损坏的频率，延长了离心机的使用寿命。
如图2所示，掺水装置10包括缸筒2、环形挡板3和喷水嘴4。缸筒2为一中空的圆柱体并固定连接于输油离心泵12的进口管线11上，缸筒2可以通过法兰1或本领域技术人员公知的其他形式与上述进口管线11固定连接。环形挡板3设置于缸筒2内，环形挡板3的上部呈扩径状，环形挡板3的上檐31与缸筒2的内壁固接，上檐31可以通过焊接或其他公知形式固定连接于缸筒2上。环形挡板3的外壁与缸筒2的内壁之间形成一下端开放的环形空间21，在缸筒2的侧壁对应于环形空间21的位置贯穿设有至少一个与外界相连通的喷水嘴4。这样通过环形挡板3与缸筒2所形成的环形空间21，经喷水嘴4所喷出的水流在环形空间21内便形成了环流，上述环流在流出环形挡板3后便在油流的外侧形成与油流同心的环形水膜，并且由于水是先形成环流后再包裹于油流外侧的，这样形成的水膜均匀、稳定。同时环形挡板3的上檐31与缸筒2沿周向相接，进而遮挡住了喷水嘴4，使得粘稠的油流不会与喷水嘴4接触，能够有效防止稠油的油流将喷水嘴4堵住，使喷水嘴4能够持续向环形空间21中掺水。
在本实施例中，请参考图3，为本实用新型的水嘴室的结构示意图。喷水嘴4包括具有水流通道的本体41和中空的活接头42，在本体41伸入环形空间21的端部开设有与所述水流通道相连通的喷水孔43，本体41的另一端部与活接头42相连接，活接头42与缸筒2外的输水管相连。
在本实施例中，喷水嘴4是通过水嘴室5设置于缸筒2上的，本体41的外周套设有水嘴室5，水嘴室5固定连接于缸筒2的侧壁上。本体41与活接头42相接的端部设有沿径向扩张的限位环44，水嘴室5的内壁设有一圈限位台51，限位环44与限位台51对位卡合。活接头42包括接头套45和具有轴向贯通腔的接头体46，接头体46的一端插入水嘴室5内并与本体41的水流通道相连通，接头体46的另一端与输水管对接且相连通，接头套45螺纹套合于接头体46和水嘴室5的外壁上。通过上述结构实现了喷水嘴4可拆卸的安装于缸筒2上。安装喷水嘴4时，根据进入离心泵10所输送的稠油的液量来选择所需要的不同流量型号的本体41，将本体41插入水嘴室5内，使本体41的具有喷水孔43的端部进入缸筒2内的环形空间21，本体41的限位环44与水嘴室5内的限位台51对位卡和，接着插入接头体46，然后套上接头套45，使接头套45螺纹套合于接头体46和水嘴室5的外壁上；并最后将接头体46的另一端部与输水管连接即可。当离心泵所需输送的稠油液量发生变化需要更换喷水嘴4的流量型号时，只需要将接头套45拧下，拔出接头体46，即可更换本体41。根据实际情况，缸筒2上可以在环形空间21的周向上均匀设置多组喷水嘴4和水嘴室5的组合结构，通过多点向环形空间21内喷水。
这种设计实现了喷水嘴4的流量型号可随离心泵所需输送的稠油液量的变化而变化，可以使所形成的环形水膜的始终与输油管内的稠油量相适应，以达到最佳的输送效果；其次，这种设计大大降低了现场操作人员更换喷水嘴4的操作难度，提高了工作效率。
进一步的，本体41与水嘴室5之间设置有密封胶垫，本体41与活接头42间设置有密封胶垫，以防止漏水。
在本实施例中，在本体41的侧壁上对称开设有两个喷水孔43。喷水孔43呈条形，喷水孔43的长度方向为沿本体41的周向，喷水孔43的宽度方向为沿本体41的轴向，通过调整喷水孔43的长度可以控制其所喷出水流的扩散面积，通过调整喷水孔43的宽度可以控制其所喷出的水量。并且对称设置的两个喷水孔43的中心的连线与环形挡板3的轴线垂直，这样，从喷水孔43中喷出的水流在环形空间21中可以更好的形成环流。
进一步的，通过控制喷水孔43的宽度，喷水嘴4的流量型号可以选择0.4m3/h、0.6m3/h或0.8m3/h，在实际的生产过程中可以根据所需输送的稠油液量选择。喷水孔43的形状也可以为圆形或其他形状，通过控制喷水孔43的面积来控制其所喷出水流的流量。
进一步的，活接头42依次连接有单流阀7、控制阀8和流量计9，流量计9与采油站的掺水管线相连接。这样可以通过控制阀8和流量计9的配合可以调整输水管内的流量，使其与喷水嘴4的流量型号相匹配，避免出现因输水管内流量大，喷水嘴4喷水量小，导致的喷水嘴4内和输水管内水压过大，或者因输水管内流量小，导致喷水嘴4的实际喷水量变小的情况。并且为了节省水量，在离心泵停泵时间断可将掺水量调至流量计9的最小流量。
本实用新型提出的掺水装置使用时，根据采油站输油液量选择喷水嘴4的流量型号，将喷水嘴4安装好，导通输油离心泵进口流程，导通掺水流程，按照喷水嘴4的流量型号，调整控制阀8，使流量计9所显示的流量与喷水嘴4的流量型号相匹配，以控制整个掺水流程的掺水量即可。此时，流入离心泵的油流形成水包油的状态，由于外层水膜的作用，降低了油流与离心泵的叶轮和壳体之间的摩擦阻力，进而增加了离心泵的输油效率。
针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。
Claims (10)
1.一种用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述掺水装置包括缸筒、环形挡板，所述缸筒呈中空的圆柱状并固定连接于所述输油离心泵的进口管线上，所述环形挡板设置于所述缸筒内，所述环形挡板的上部呈扩径状，所述环形挡板的上檐与所述缸筒的内壁固接，所述环形挡板的外壁与所述缸筒的内壁之间形成一下端开放的环形空间，在所述缸筒的侧壁对应于所述环形空间的位置贯穿设有至少一个与外界相连通的喷水嘴。
2.如权利要求1所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述喷水嘴包括具有水流通道的本体和中空的活接头，在所述本体伸入所述环形空间的端部开设有与所述水流通道相连通的喷水孔，所述本体的另一端部与所述活接头相连接，所述活接头与所述缸筒外的输水管相连。
3.如权利要求2所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述本体的外周套设有水嘴室，所述水嘴室固定连接于所述缸筒的侧壁上。
4.如权利要求3所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述水嘴室的外壁固接于所述缸筒侧壁上，所述本体与所述活接头相接的一端部设有沿径向扩张的限位环，所述水嘴室的内壁设有一圈限位台，所述限位环与所述限位台对位卡合。
5.如权利要求3或4所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述活接头包括接头套和具有轴向贯通腔的接头体，所述接头体的一端插入所述水嘴室内并与所述本体的水流通道相连通，所述接头体的另一端与所述输水管对接且相连通，所述接头套螺纹套合于所述接头体和所述水嘴室的外壁上。
6.如权利要求3或4所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述本体与所述水嘴室间设有密封胶垫，所述本体与所述活接头间设有密封胶垫。
7.如权利要求2至4中任意一项所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述喷水孔为条形孔或圆形孔。
8.如权利要求2至4中任意一项所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述喷水孔为条形孔并开设于所述本体的侧壁上，所述喷水孔的长度方向为沿所述本体的周向，所述喷水孔的宽度方向为沿所述本体的轴向。
9.如权利要求2至4中任意一项所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述本体上对称开设有两个所述喷水孔，两个所述喷水孔中心的连线与所述环形挡板的轴线垂直。
10.如权利要求2所述的用于稠油输送的输油离心泵掺水装置，其特征在于，所述输水管上依次连接有单流阀、控制阀和流量计，所述流量计与采油站掺水管线连接。
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