CN204082535U - 一种液体抽排装置 - Google Patents

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翁新龙
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Abstract

本实用新型提供了一种液体抽排装置,包括:螺杆泵、设置在所述螺杆泵外的套管以及设置在所述螺杆泵上用于排出液体的出水口;所述螺杆泵包括进水装置和驱动器,所述驱动器与电机连接传动;所述进水装置包括与所述出水口连通的抽水管、设置在所述抽水管中的定子、设置在所述定子中并可绕其中心作行星回转的转子;所述转子与所述驱动器连接实现回转运动,所述定子与所述转子之间设置有间隙。以避免在高温的环境中,螺杆泵的定子与转子抱死,造成无法正常抽取液体的问题。

Description

一种液体抽排装置
技术领域
本实用新型涉及工程辅助设施技术领域,尤其涉及一种液体抽排装置。
背景技术
现在石油化工业中的液体的抽排装置一般都是由水泵、动力机械和传动装置组成,其中大多数采用离心泵或者螺杆泵对液体进行抽排。
螺杆泵属于转子式容积泵,它是依靠螺杆与衬套相互啮合在吸入腔和排出腔产生容积变化来输送液体的。它是一种内啮合的密闭式螺杆泵,主要工作部件由具有双头螺旋空腔的衬套(定子)和在定子腔内与其啮合的单头螺旋螺杆(转子)组成。当输入轴通过万向节驱动转子绕定子中心作行星回转时,定子转子就连续地啮合形成密封腔,这些密封腔容积不变地作匀速轴向运动,把输送介质从吸入端经定子、转子的作用输送至压出端。螺杆泵具有结构运件少、流量平稳、流道通而短,过流面积大、流体搅动小,效率高的结构特点,而其突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感,因此被越来越多的用于石油开采及地下水抽提领域,取得了明显的社会效益。
但是对于温度高且具有一定压力的特性抽排环境,采用常规螺杆泵抽排设备则不能进行正常的抽排,因为在对高温液体进行抽取程中,定子受液体高温作用膨胀率增加,与转子抱死,则会导致其无法进行正常转动。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液体抽排装置,以避免在高温的环境中,螺杆泵的定子与转子抱死,造成无法正常抽取液体的问题。
为解决上述问题,本实用新型提供一种液体抽排装置,包括:螺杆泵、设置在所述螺杆泵外的套管以及设置在所述螺杆泵上用于排出液体的出水口;所述螺杆泵包括进水装置和驱动器,所述驱动器与电机连接传动;所述进水装置包括与所述出水口连通的抽水管、设置在所述抽水管中的定子、设置在所述定子中并可绕其中心作行星回转的转子;所述转子与所述驱动器连接实现回转运动,所述定子与所述转子之间设置有间隙。
作为上述技术方案的一种改进,其中,其还包括设置在所述驱动器和所述套管之间的防喷装置。
作为上述技术方案的一种改进,其中,所述防喷装置包括基座、设置在所述基座上的放散通道以及设置在所述放散通道上的阀门。
作为上述技术方案的一种改进,其中,所述防喷装置上还设置有一压力表。
作为上述技术方案的一种改进,其中,其还包括用于控制所述螺杆泵工作的调控装置,所述调控装置上设置有通过信号传输线与电机和螺杆泵连接的螺杆泵参数显示器以及螺杆泵调控钮。
作为上述技术方案的一种改进,其中,所述调控装置上还设置有水位显示器,所述水位显示器通过信号传输线连接可以深入液体中的水位探头。
作为上述技术方案的一种改进,其中,所述进水装置还包括连接在其下端的进水管。
作为上述技术方案的一种改进,其中,所述进水管处设置有过滤结构。
作为上述技术方案的一种改进,其中,所述螺杆泵为单螺杆泵、双螺杆泵或者三螺杆泵。
作为上述技术方案的一种改进,其中,所述电机和所述驱动器之间通过皮带轮传动。
通过将本实用新型与现有技术进行对比,可知本实用新型通过将液体抽排装置中螺杆泵进水装置的定子和转子之间根据所述定子的高温膨胀率设置间隙,以使液体抽排装置在高温条件下对液体进行抽取过程中,不会因为所述定子受热膨胀导致与所述转子之间抱死,影响所述转子在所述定子中绕所述定子中心作行星回转运动,从而导致螺杆泵无法正常对液体抽排的问题。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型,但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
图1为本实用新型实施例提供的一种液体抽排装置的局部剖视结构示意图;
图2为图1所示的液体抽排装置的防喷装置的结构示意图;
图3为图1所示的液体抽排装置的进水装置的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的另一种液体抽排装置的局部剖视结构示意图;
图5为图4所示的另一种液体抽排装置的局部示意图。
附图标记说明
10 套管  20 螺杆泵  21 进水装置211 转子
212 定子  213 抽水杆  214 间隙  215 进水管
22抽水管23 驱动器  24 电机  25 皮带轮
30 出水口40 密封装置  50 防喷装置  51 基座
52 放散通道521 出气口  53 阀门  54 压力表
60 调控装置  61 螺杆泵参数显示器  62 螺杆泵调控钮
63 水位显示器  64 信号传输线  65 水位探头
70 燃空区上覆盖岩  80 燃空区  90 燃空区底板
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
在本实用新型中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指说明书附图中所示的方向。
图1所示,煤炭地下气化的抽排井地下结构从上到下依次为燃空区上覆岩层70、燃空区80、燃空区底板90。而燃空区80的高温液体通常需要及时抽排,以避免影响燃空区80中的气化过程。
本实用新型提供的一种液体抽排装置如图1至图3所示,包括螺杆泵20、设置在螺杆泵20外的套管10、设置在所述螺杆泵20上的出水口30。
具体地,对燃空区80的液体进行抽排时,套管10设置在燃空区上覆岩层70中,以对整体的液体抽排装置进行支撑稳固,并对设置在其内部的结构进行保护,优选为结构坚固稳定且耐高温、腐蚀的材料。
螺杆泵20可以为单螺杆泵、双螺杆泵或者三螺杆泵结构,本实用新型仅以螺杆泵20设置为单螺杆泵进行示例性地说明,但是并不对本实用新型的螺杆泵类型进行限制。螺杆泵20具体包括进水装置21、驱动器23、以及与驱动器23连接进行传动的电机24。
进水装置21设置在套管10中,并从套管10的下端探出,进水装置21具体包括向上延伸并与出水口30连通的抽水管213、设置在抽水管213中的定子212、设置在定子212中的转子211,该抽水管213可以直接与出水口30连通,也可以通过其他结构与出水口30连通。转子211为具有单头螺纹的螺杆,其任意截面皆为半径为R的圆,截面的中心位于螺旋线上且与螺杆的中心轴线偏离一个偏心距e,绕轴旋转且沿轴向移动而形成;定子212为内表面具有双头螺纹的衬套,其任意截面为一长圆,长圆两端是半径为R(R等于螺杆截面半径)的半圆,中间是长为4e的直线段,定子212的任意截面都是相同的长圆,只是彼此互相错开一个角度。
转子211通过与其连接的抽水杆22与驱动器23连接,从而可绕定子212的中心轴线(同样是转子211的中心轴线)作行星回转运动,当然不设置抽水杆22也可以通过转子211自身直接与驱动器23连接。进一步地,进水装置21的下端还连接有进水管215,以对需要抽取的液体进行过滤,并保证液体可以平稳地进入螺杆泵20,进水管215处还可以设置过滤结构,例如设置过滤网。用于对进入螺杆泵20的液体进一步地过滤,阻止过大的沙粒进入螺杆泵20,从而延长螺杆泵20的使用寿命。
驱动器23设置在进水装置21的上部与套管10连接,电机24设置在驱动器23的上方,当然也可以与驱动器23平行设置,驱动器23可以是相互啮合的两个锥齿轮结构,并且其横向设置的锥齿轮与一横轴连接,纵向设置的锥齿轮与转子211或者抽水杆22连接进行传动。其中与锥齿轮连接的横轴通过皮带轮25或者相互啮合的齿轮与电机24的输出轴连接进行传动,以将电机24传输的旋转动力间接传递到抽水杆22上,进而带动转子211沿中心轴线做行星回转运动。
液体抽排装置的工作原理为:当电机24将旋转动力传输给驱动器23以后,驱动器23带动抽水杆22转动;与抽水杆22连接的转子211被驱动,一方面绕本身的中心轴线旋转,另一方面其又沿定子212内表面啮合滚动,定子212和转子211连续地啮合形成若干个密封腔,每个密封腔分为两个工作室,靠近吸入端的第一个工作室的容积逐渐增大,形成负压,在压差的作用下液体被吸入该工作室,随着转子211的继续转动,工作腔容积不断增至最大后,这个工作室封闭,与此同时上下两个工作室交替循环地吸入和排出液体,因此液体被连续不断地从吸入端沿轴向推向压出端;被抽取的液体从压出端流出,经过上部的抽水管213,最终汇集到出水口30处并通过出水口30被排出。
进一步地,液体抽排装置还包括密封装置40,密封装置40设置在螺杆泵20的顶部。主要用于密封抽水杆22与驱动器23顶端之间的间隙,防止液体或气体沿螺杆泵的抽水杆22从螺杆泵的顶部泄露。
进一步地,抽排井内因气化反应会有很多环空气体,聚集在套管10与驱动器23之间,为了防止环空气体从套管10口处冒出,以及疏排抽水过程中的环空气体,本实用新型提供的液体抽排装置还包括防喷装置50,请参照图2,防喷装置50包括基座51、设置在基座51上的管型放散通道52以及设置在放散通道52上的阀门53。基座51通过法兰分别与套管10以及驱动器23连接,确保了其之间的密封性;放散通道52与基座51内部连通,一端与基座51连接,另一端在阀门53前端设置出气口521,以便随时根据需要对井内的环空气体进行放散,并且优选在基座51两边对称设置两个放散通道52,这样可以更好地对抽排井内的环空气体进行放散和疏排。当然本实用新型也可以不设置防喷装置50,即将套管10直接与驱动器23相连接,并不影响螺杆泵20的正常抽排工作。
进一步地,在放散通道52上还设置有压力表54,以便随时观察抽排井内的压力值,在压力值超标以后及时打开阀门53,对环空气体进行防散。以达到在抽排井内压力值超标时,防止气体从井口冒出并可及时放散井内的环空气体,使螺杆泵20在对液体进行抽排的过程中不受井内压力的影响,使本实用新型的液体抽排装置可以在高压条件下对液体保证良好的抽排效果。当然阀门53还可以设置为传感器类型的阀门,当抽排井内压力值超标时阀门53可自动开启,释放适量的环空气体,达到保护装置结构并可保证装置正常工作的作用,并进一步防止安全隐患的发生。
进一步地,请参照图3,因为定子212由橡胶材料制成,而橡胶遇高温会膨胀,当定子212膨胀以后则会与设置在其中的转子211抱死,导致转子的回转运动受到阻碍,从而影响螺杆泵的正常工作。因此为了保证螺杆泵20对高温液体可以正常进行抽排工作,将定子212与转子211的啮合面之间设置有间隙214,该间隙214根据定子212所用材料的高温膨胀率确定,需要满足在定子212材料遇高温膨胀后不影响转子211在其中的回转运动。由于将以往的螺杆泵的定子与转子的间隙根据定子材料的高温膨胀率进行设置,使螺杆泵20在抽排高温液体过程中避免了因定子212膨胀后与转子211抱死,而使其不能正常转动的问题,保证螺杆泵20在高温条件下可以正常地对高温液体进行抽排。
而且设置间隙214还可以对液体中细小的沙粒进行抽提,同时提高了抽排过程中液体介质中泥砂的通过率。因为在转子211与定子212之间设置间隙214使得在对液体进行抽取的时候,同时可以对最大粒径尺寸不超过1.6mm的沙粒进行抽取,以对抽排井中的泥砂进行抽提,解决以往的螺杆泵不能对沙粒进行抽取的问题,从而防止沙粒在抽排井中影响燃空区的气化过程。
进一步地,为了保证螺杆泵20对具有腐蚀性的液体可以正常进行抽排,优选对转子211进行镀铬处理,而且定子212采用丁晴橡胶制作,由于镀铬处理后的转子211和丁晴橡胶制作的定子212均具有抗腐蚀性,从而使螺杆泵20的整体在置于强腐蚀性液体中时不容易被腐蚀,因此提高了螺杆泵抗腐蚀性能,并且采用丁晴橡胶制成的定子212还具有耐高温特性,避免了定子212在对高温液体抽排过程中因变软而失去密封性,所以同时提高了螺杆泵20在高温条件下对液体的抽排效果。
进一步地,为实时对螺杆泵20的工作进行控制,液体抽排装置还设置有一调控装置60,请参照图4、图5,该调控装置60上设置有通过信号传输线(图未示)与电机24和螺杆泵20连接的螺杆泵参数显示器61以及螺杆泵调控钮62,通过螺杆泵参数显示器61可将螺杆泵20的各项工作参数进行显示,并可通过螺杆泵调控钮62对螺杆泵20进行设定,例如控制电机24的转速和工作时间,可调整螺杆泵20抽取液体的速率和抽取量,从而对螺杆泵20的抽取工作进行控制。
进一步地,调控装置60上还设置有水位显示器63,水位显示器63通过信号传输线64与可以深入高温液体中的水位探头65连接,通过该水位探头65实时探测水位情况,进而将获得的水位情况以数据形式通过水位显示器63显示,以便操作人员根据该水位数据,可实时调控螺杆泵20的工作参数。由于调控装置60在抽排井下安装了高温探头,通过在抽排液体过程中探测液总水位变化的情况,配合螺杆泵调控钮62调节螺杆泵20对液体的抽取流量,使螺杆泵20根据需要的实际抽排量需要得到控制,增加了螺杆泵20在工作中的准确性与可控性,并进一步增加螺杆泵20工作的可靠性,提高工作效率。
综上所述,本实用新型通过将液体抽排装置中螺杆泵进水装置的定子和转子之间根据所述定子的高温膨胀率设置间隙,以使液体抽排装置在对高温液体进行抽取过程中,不会因为定子受热膨胀导致而与转子之间抱死,影响转子在定子中作行星回转运动,避免螺杆泵无法正常对液体抽排的问题;并且设置防喷装置,以使在抽排井内有压力情况下防止气体从井口冒出,并在需要时可及时放散井内环空气体,使螺杆泵在抽排液体过程中不受井内压力影响并防止安全隐患;并且设置调控装置,可根据抽排井内的液体水位变化实时调控螺杆泵进行调控,从而增加其可控性。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种液体抽排装置,包括:螺杆泵(20)、设置在所述螺杆泵(20)外的套管(10)以及设置在所述螺杆泵(20)上用于排出液体的出水口(30);其特征在于,所述螺杆泵(20)包括进水装置(21)和驱动器(23),所述驱动器(23)与电机(24)连接传动;所述进水装置(21)包括与所述出水口(30)连通的抽水管(213)、设置在所述抽水管(213)中的定子(212)、设置在所述定子(212)中并可绕其中心作行星回转的转子(211);所述转子(211)与所述驱动器(23)连接实现回转运动,所述定子(212)与所述转子(211)之间设置有间隙(214)。
2.根据权利要求1所述的一种液体抽排装置,其特征在于:其还包括设置在所述驱动器(23)和所述套管(10)之间的防喷装置(50)。
3.根据权利要求2所述的一种液体抽排装置,其特征在于:所述防喷装置(50)包括基座(51)、设置在所述基座(51)上的放散通道(52)以及设置在所述放散通道(52)上的阀门(53)。
4.根据权利要求2所述的一种液体抽排装置,其特征在于:所述防喷装置(50)上还设置有一压力表(54)。
5.根据权利要求1所述的一种液体抽排装置,其特征在于:其还包括用于控制所述螺杆泵(20)工作的调控装置(60),所述调控装置(60)上设置有通过信号传输线与电机(24)和螺杆泵(20)连接的螺杆泵参数显示器(61)以及螺杆泵调控钮(62)。
6.根据权利要求5所述的一种液体抽排装置,其特征在于:所述调控装置(60)上还设置有水位显示器(63),所述水位显示器(63)通过信号传输线(64)连接可以深入液体中的水位探头(65)。
7.根据权利要求1所述的一种液体抽排装置,其特征在于:所述进水装置(21)还包括连接在其下端的进水管(215)。
8.根据权利要求7所述的一种液体抽排装置,其特征在于:所述进水管(215)处设置有过滤结构。
9.根据权利要求1所述的一种液体抽排装置,其特征在于:所述螺杆泵(20)为单螺杆泵、双螺杆泵或者三螺杆泵。
10.根据权利要求1所述的一种液体抽排装置,其特征在于:所述电机(24)和所述驱动器(23)之间通过皮带轮(25)传动。
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