CN204140378U - 一种注聚泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机械式高压注入泵，尤其一种为减低产出原油含水量，将高粘度的聚合物注入地下进行油气开采的泵。本实用新型一种注聚泵的泵体上设有腔体；腔体包括柱塞往复腔，排液阀腔，进液阀腔和工作腔；工作腔与排气通道连接；柱塞在柱塞往复腔内做往复运动；并与驱动装置连接；进液单向阀连接进液口；进液单向阀包括一个具有锥面的进液阀芯以及与进液阀芯配合的进液阀座，排液单向阀位于排液阀腔，排液单向阀连接排液口；排液单向阀包括一个具有锥面的排液阀芯以及与排液阀芯配合的排液阀座，15°≤进液阀芯的阀芯锥面与进液阀座的配合密封面之间的夹角≤20°，15°≤排液阀芯的阀芯锥面与排液阀座的配合密封面之间的夹角≤20°。

Description

一种注聚泵

技术领域

本实用新型涉及一种机械式高压注入泵，尤其是一种为减低产出原油含水量，将高粘度的聚合物注入地下进行油气开采的泵。

背景技术

随着油田开发的年限增加，地下原油经过多年采收，油层本身能量将不断地消耗，致使油层压力不断地下降，油井产量减少，造成残留大量的死油采不出来。

一般采用水注入地下来波从地层能量开采原油手段，即往地下注入大量的水，但采收上来的原油含水量已达到90％。油水分离后，又将含油水是注入地下，来防止地层表面的污染。这样的反复注采增加了开采的成本，而且产采油产量递减严重。而注聚泵则能满足油田的多次开采，采用将聚丙烯酰胺注入地下，利用聚合物来驱动油层移动至油井处进行开采。

现有技术结构复杂，装配麻烦，如图1所示中国专利申请号为201220183560.1，其进液阀座21和排液阀座31同时置于泵体1的腔体内，进液阀座21和排液阀座31之间通过隔离套91相互隔开，隔离套91呈环形并与泵体的腔体适配；排液阀座31的上端设有堵头92，堵头92与腔体适配，堵头92上端设有压盖80，堵头92的下端与排液阀座31抵接，将排液阀座31固定在排液阀腔11中需要隔离套91和堵头92两部件，且装配费时费工；其次，其进液阀座与进液阀芯以及排液阀座与排液阀芯之间均为面配合，不是线配合，聚合物在泵体内经常会发生聚合物的粘度，稠度被降解和聚合物分子链被剪切的现象，导致注入地层的聚合物影响原油的产量和地层的结构。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种结构简单，且安装便捷，减少聚合物进入进液单向阀和排液单向阀的阻力，减少降低聚合物的分子链在腔体内被剪切和降解的注聚泵。

本实用新型的发明目的是这样实现的：

一种注聚泵，包括泵体，柱塞，进液组件，排液组件以及驱动装置。所述泵体上设有腔体；所述腔体包括柱塞往复腔，排液阀腔，进液阀腔和工作腔；所述工作腔与排气通道连接；所述柱塞在所述柱塞往复腔内做往复运动；并与驱动装置连接；所述进液组件位于进液阀腔，所述进液组件包括进液单向阀；所述进液单向阀连接进液口；所述进液单向阀包括一个具有锥面的进液阀芯以及与进液阀芯配合的进液阀座，所述排液组件位于排液阀腔，所述排液组件包括排液单向阀；所述排液单向阀连接排液口；所述排液单向阀包括一个具有锥面的排液阀芯以及与排液阀芯配合的排液阀座，15°≤所述进液阀芯的阀芯锥面与所述进液阀座的配合密封面之间的夹角≤20°，15°≤所述排液阀芯的阀芯锥面与所述排液阀座的配合密封面之间的夹角≤20°。当进液阀芯与进液阀座配合关闭时形成线密封；当进液阀芯与进液阀座配合打开时，聚合物迅速沿所述进液阀座的配合密封面方向流动；当进排液阀芯与排液阀座配合关闭时形成线密封；当排液阀芯与排液阀座配合打开时，聚合物迅速沿所述排液阀座的配合密封面方向流动。一方面有效地增加了聚合物的行程，降低了聚合物的流速，有效地避免了聚合物因流速快造成的粘度和稠度的降解，其次通过进液阀芯与进液阀座配合关闭时形成线密封，也有效地防止了聚合物的分子链被切断。

进一步地，所述进液单向阀的进液阀座与所述进液阀腔之间为锥面配合；10°≤锥面斜度为≤15°；所述进液阀座的外缘上设有环状凸肩甲，所述环状凸肩甲用于所述进液阀座与所述进液阀腔配合时定位；所述排液单向阀的排液阀座与所述排液阀腔之间为锥面配合；10°≤锥面斜度为≤15°；所述排液阀座的外缘上设有环状凸肩乙，所述环状凸肩乙用于所述排液阀座与所述排液阀腔配合时定位。

进一步地，所述进液阀座与所述进液阀腔之间为锥面斜度为12°；所述排液阀座与所述排液阀腔之间为锥面斜度为12°。

进一步地，所述进液阀座设有进液贯通孔，所述进液贯通孔为双曲线结构；所述进液单向阀的进液阀芯为具有一个锥面，所述锥面用于与进液阀座配合密封，所述进液阀芯与所述进液贯通孔配合；所述排液阀座设有排液贯通孔，所述排液贯通孔为双曲线结构；所述排液单向阀的排液阀芯为具有一个锥面，所述锥面用于与排液阀座配合密封，所述排液阀芯与所述排液贯通孔配合。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，比现有技术减少了堵头和隔离套等部件，不需通过另配阀套上下压实的方法来固定阀座。

2、本实用新型安装便捷，进液阀座和排液阀座只需轻轻敲打即可安装至预定位置，且阀座一旦固定后，不会发生移动变位的情况。

3、本实用新型的具有锥面的阀芯和阀座的配合密封面之间在关闭态时为线密封，当处于打开态时，聚合物受到的阻力小，且流速放缓，有效地防止了聚合的粘度、稠度的降解，并防止了聚合物的分子链给剪切断。

4、本实用新型的排液阀座的排液贯通孔为双曲线结构，且与锥状的排液阀芯配合，进液阀座的进液贯通孔为双曲线结构，且与锥状的进液阀芯配合，进液阀座、排液阀座和阀芯的结构有效地减少了聚合物流进进液阀腔和排液阀腔的阻力，减少了聚合物在流经进液单向阀和排液单项阀时对阀芯的碰撞。

附图说明

图1为现有技术结构示意图。

图2为本实用新型结构本体机构示意图。

图3为本实用新型进液单向阀结构示意图。

图4为本实用新型排液单向阀结构示意图。

图5为本实用新型驱动装置结构示意图。

图中：

1泵体，

10进液阀腔，11排液阀腔，13工作腔；14柱塞往复腔；

16环状台阶，17环状台阶，18进液口，19排液口，

2进液单向阀，

21进液阀座，22进液阀芯，23进液贯通孔，24弹簧，25弹簧压帽，26配合密封面，27阀芯锥面，Ω夹角，

211环状凸肩甲，212锥面，δ锥面斜度，

3排液单项阀，

31排液阀座，32排液阀芯，33排液贯通孔，34弹簧，35弹簧压帽，36配合密封面，37阀芯锥面，e夹角，

311环状凸肩乙，312锥面，φ锥面斜度，

41中间杆，42十字头，43连杆，44曲轴，

5柱塞，

80压盖，

91隔离套，92堵头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明，以下实施例仅为优选例，并不是对本实用新型的范围加以限制，相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型所欲申请之专利范围的范畴内。

下面结合图2、图3、图4、图5对本实用新型做进一步的说明：

注聚泵包括泵体1、柱塞5、进液单项阀2和排液单项阀3以及驱动装置。

泵体1上设有腔体，腔体包括进液阀腔10，排液阀腔11，工作腔13；柱塞往复腔14。

进液阀腔10上设有环状凸肩16，环状凸肩16与泵体1是一体成型的。进液阀腔10内设有与之相适配的环状的进液阀座21，进液阀座21的外缘上设有环状凸肩甲211，当进液阀座21装入进液阀腔10后，环状凸肩甲211和环状卡设于凸肩16上，环状凸肩甲211起到定位作用；进液阀座21与进液阀腔10之间为锥面配合，锥面配合可减低装配的难度，只需轻敲进液阀座21即可将排液阀座21装备至排液阀腔10中的设定位置，其中锥面斜度δ为12°。进液阀座21设有一个轴线方向的进液贯通孔23，进液贯通孔23为双曲线结构，进液贯通孔23的上部为倒的截顶圆锥面状，进液贯通孔23的中部为圆柱状，进液贯通孔23的下部为截顶圆锥状。进液单向阀2的锥状的进液阀芯22与进液贯通孔23的上部相配合；由于进液阀芯22与进液贯通孔23的上部为两个圆锥面的配合，即阀芯锥面27与锥状的配合密封面26配合，进液阀芯22的阀芯锥面27与进液阀座21的配合密封面26之间的夹角Ω为18°。

当进液阀芯22与进液阀座23打开时，聚液物沿锥状的配合密封面26流进进液阀腔10，有效地降低了聚液物的流速，避免了聚合物在泵体内粘度、稠度等的降解以及防止了聚合物的分子链被切断。所以当聚合物进入进液单项阀2时，可以避免聚合物对进液阀芯22的直接正面的碰撞，同时进液贯通孔23的上部和进液贯通孔23的下部结构也可有效地减小了聚合物流入进液单向阀2的阻力。

排液阀腔11上设有环状凸肩17，环状凸肩17与泵体1是一体成型的。排液阀腔11内设有与之相适配的环状的排液阀座31，排液阀座31的外缘上设有环状凸肩甲311，当排液阀座31装入排液阀腔11后，环状凸肩乙311和环状凸肩17配合，环状凸肩乙311起到定位作用。排液阀座31与排液阀腔11之间为锥面配合，锥面配合可减低装配的难度，安装排液阀座31时，只需将排液阀座31置于排液阀腔11内，然后轻敲排液阀座31即可将排液阀座31装至排液阀腔11中的设定位置，其中锥面斜度φ为12°。排液阀座31设有一个轴线方向的排液贯通孔33，排液贯通孔33为双曲线结构，排液贯通孔33的上部为倒的截顶圆锥面状，排液贯通孔33的中部为圆柱状，排液贯通孔33的下部为截顶圆锥状。排液单向阀3的锥状的排液阀芯32与排液贯通孔33的上部相配合；由于排液阀芯32与排液贯通孔33的上部为两个圆锥面的配合，即阀芯锥面37与锥状的配合密封面36配合。排液阀芯32的阀芯锥面37与排液阀座31的配合密封面36之间的夹角e为18°。

当排液阀芯32与进液阀座33打开时，聚液物沿锥状的配合密封面36流进排液阀腔11，有效地降低了聚液物的流速，避免了聚合物在泵体内粘度、稠度等的降解以及防止了聚合物的分子链被切断。

所以当聚合物排入排液单项阀3时，可以避免聚合物对排液阀芯32的直接正面的碰撞，同时排液贯通孔33的上部和排液贯通孔33的下部结构也可有效地减小了聚合物流入排液单向阀3的阻力。排液阀腔11的上端通过压盖80密封。

工作腔13设有排气通道。

柱塞5的后端与中间杆41的一端连接，中间杆41的另一端通过十字头42与连杆43的一端连接，连杆43的另一端连接曲轴44，电机驱动曲轴44转动从而带动柱塞5在柱塞往复腔14内做往复运动；

工作时，曲轴44带动柱塞5向左运动，工作腔3容积增大，液态聚合物从进液口进入，进液口18与进液单向阀2连通；进液阀芯22受到液体聚合物的压力后，继而向弹簧24施压，弹簧压帽25施于弹簧24反向力，进而使得弹簧24被压缩，进液阀芯22被顶起，液态聚合物进入工作腔13。接着，曲轴44带动柱塞5向右运动，工作腔3容积减小，进液阀芯22和排液阀芯32同时受力，进液阀芯22受压后与进液阀座21的上部紧密配合，使得进液口通道被关闭，聚合物无法从进液口18进入工作腔13，于此同时，排液阀芯32受到工作腔13中聚合物的挤压，排液阀芯32向上挤压弹簧34，弹簧压帽35施以弹簧34反向的力，弹簧34被压缩，从而使得排液阀芯32与排液阀座31的上部分离，聚合物从而流入排液单项阀3，从而使液态聚合物通过与排液单向阀3连接的排液口(未在图中标注)排出。

通过柱塞5的不断往复运动，使得聚合物不断被吸入和排出，并最终被注入地下油层，实现了油田的多次开采。

Claims (3)

1.一种注聚泵，包括

泵体，所述泵体上设有腔体；所述腔体包括柱塞往复腔，排液阀腔，进液阀腔和工作腔；所述工作腔与排气通道连接；

柱塞，所述柱塞在所述柱塞往复腔内做往复运动；并与驱动装置连接；

进液组件，所述进液组件位于进液阀腔，所述进液组件包括进液单向阀；所述进液单向阀连接进液口；所述进液单向阀包括一个具有锥面的进液阀芯，以及与进液阀芯配合的进液阀座，

排液组件，所述排液组件位于排液阀腔，所述排液组件包括排液单向阀；所述排液单向阀连接排液口；所述排液单向阀包括一个具有锥面的排液阀芯，以及与排液阀芯配合的排液阀座，

其特征在于：

15°≤所述进液阀芯的阀芯锥面与所述进液阀座的配合密封面之间的夹角≤20°，

15°≤所述排液阀芯的阀芯锥面与所述排液阀座的配合密封面之间的夹角≤20°。

2.根据权利要求1所述的一种注聚泵，其特征在于：

所述进液单向阀的进液阀座与所述进液阀腔之间为锥面配合；10°≤锥面斜度为≤15°；所述进液阀座的外缘上设有环状凸肩甲，所述环状凸肩甲用于所述进液阀座与所述进液阀腔配合时定位；

所述排液单向阀的排液阀座与所述排液阀腔之间为锥面配合；10°≤锥面斜度为≤15°；所述排液阀座的外缘上设有环状凸肩乙，所述环状凸肩乙用于所述排液阀座与所述排液阀腔配合时定位。

3.根据权利要求2所述的一种注聚泵，其特征在于：

所述进液阀座与所述进液阀腔之间为锥面斜度为12°；

所述排液阀座与所述排液阀腔之间为锥面斜度为12°。