CN205663613U

CN205663613U - 一种新型全平衡双作用转子输油泵

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Publication number: CN205663613U
Application number: CN201620565838.XU
Authority: CN
Inventors: 胡彦奇; 王明友; 杨焱焱; 王涛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2026-06-07

Abstract

本实用新型涉及石油化工技术领域，尤其是一种新型全平衡双作用转子输油泵，包括第一泵体和第二泵体，第一泵体和第二泵体内部均设置有定子，定子内部开设有椭圆形结构工作腔，工作腔内部设置有与定子相配合的转子，转子外侧弧形面上开设有八个排油滑道。本实用新型的一种新型全平衡双作用转子输油泵内部定子采用国内先进的且经过特殊修正的过渡式曲线，因此保证泵运行中叶片表面无冲击、震动，噪音低，叶片受力状态好，输出流量脉动小，而且叶片的运动由机械传动改为液压传动，通过油道管路将两套平衡型叶片泵串联而成，使得整个装置的工作压力是传统单级泵的两倍，大大提升了装置工作压力峰值，使用寿命和工作效率大大提升。

Description

一种新型全平衡双作用转子输油泵

技术领域

本实用新型涉及石油化工技术领域，尤其是一种新型全平衡双作用转子输油泵。

背景技术

目前市面上的超稠油大多使用单螺杆泵及TLB稠油泵进行输送。但是由于超稠油的特性(50℃地面脱气原油粘度平均在(15～17)×10⁴mPa·s，20℃时原油密度平均在1.00g/em³以上，原油中含砂量在5‰以上，含水在30％～70％之间变化)，使TLB泵在含水高时不能正常工作，单螺杆泵在原油粘稠度大的情况下，胶套磨损严重，泵效急骤下降，维修费用较高。因此，从2003年3月开始，市面上开始普遍应用GBC型非平衡式(单作用)叶片泵。但是，由于其在震动、噪音、寿命等方面的问题依然很明显。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种改进的用于超稠油输送的叶片泵，解决市面上的GBC型非平衡式(单作用)叶片泵在震动、噪音、寿命等方面的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型全平衡双作用转子输油泵，包括第一泵体和第二泵体，所述的第一泵体和第二泵体内部均设置有定子，所述的定子内部开设有椭圆形结构工作腔，所述的工作腔内部设置有与定子相配合的转子，所述的转子外侧弧形面上开设有八个排油滑道，所述的转子外侧弧形面上的排油滑道内部分别滑动连接有第一叶片、第二叶片、第三叶片、第四叶片、第五叶片、第六叶片、第七叶片和第八叶片，所述的定子上开设有左上进油口、左下出油口、右上出油口和右下进油口，所述的左上进油口、左下出油口、右上出油口和右下进油口内侧开口位置均固定连接有弧形过滤板，所述的定子和转子之间通过第一叶片、第二叶片、第三叶片、第四叶片、第五叶片、第六叶片、第七叶片和第八叶片划分成第一吸油腔、第二吸油腔、第一压油腔和第二压油腔，所述的第一吸油腔与第二吸油腔相对于轴心对称布置，所述的第一压油腔与第二压油腔相对于轴心对称布置。

优选地，为了降低成本，方便使用，所述的第一泵体和第二泵体大小相同。

优选地，为了方便输油，所述的第一泵体和第二泵体之间通过油道管路相连接。

优选地，为了保持内部油压平衡，所述的油道管路上设置有油压补偿机构。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的一种新型全平衡双作用转子输油泵内部定子采用国内先进的且经过特殊修正的过渡式曲线，因此保证泵运行中叶片表面无冲击、震动，噪音低，叶片受力状态好，输出流量脉动小，而且叶片的运动由机械传动改为液压传动，通过油道管路将两套平衡型叶片泵串联而成，使得整个装置的工作压力是传统单级泵的两倍，大大提升了装置工作压力峰值，使用寿命和工作效率大大提升。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中第一泵体的内部结构示意图。

图中：1.第一泵体，2.第二泵体，3.定子，4.工作腔，5.转子，6.排油滑道，7.第一叶片，8.第二叶片，9.第三叶片，10.第四叶片，11.第五叶片，12.第六叶片，13.第七叶片，14.第八叶片，15.左上进油口，16.左下出油口，17.右上出油口，18.右下进油口，19.过滤板，20.第一吸油腔，21.第二吸油腔，22.第一压油腔，23.第二压油腔，24.油道管路，25.油压补偿机构。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

图1和图2所示的一种新型全平衡双作用转子输油泵，包括第一泵体1和第二泵体2，第一泵体1和第二泵体2内部均设置有定子3，定子3内部开设有椭圆形结构工作腔4，工作腔4内部设置有与定子3相配合的转子5，转子5外侧弧形面上开设有八个排油滑道6，转子5外侧弧形面上的排油滑道6内部分别滑动连接有第一叶片7、第二叶片8、第三叶片9、第四叶片10、第五叶片11、第六叶片12、第七叶片13和第八叶片14，定子3上开设有左上进油口15、左下出油口16、右上出油口17和右下进油口18，左上进油口15、左下出油口16、右上出油口17和右下进油口18内侧开口位置均固定连接有弧形过滤板19，定子3和转子5之间通过第一叶片7、第二叶片8、第三叶片9、第四叶片10、第五叶片11、第六叶片12、第七叶片13和第八叶片14划分成第一吸油腔20、第二吸油腔21、第一压油腔22和第二压油腔23，第一吸油腔20与第二吸油腔21相对于轴心对称布置，第一压油腔22与第二压油腔23相对于轴心对称布置。

优选地，为了降低成本，方便使用，第一泵体1和第二泵体2大小相同，优选地，为了方便输油，第一泵体1和第二泵体2之间通过油道管路24相连接，优选地，为了保持内部油压平衡，油道管路24上设置有油压补偿机构25，本实用新型的一种新型全平衡双作用转子输油泵内部定子采用国内先进的且经过特殊修正的过渡式曲线，因此保证泵运行中叶片表面无冲击、震动，噪音低，叶片受力状态好，输出流量脉动小，而且叶片的运动由机械传动改为液压传动，通过油道管路24将两套平衡型叶片泵串联而成，使得整个装置的工作压力是传统单级泵的两倍，大大提升了装置工作压力峰值，使用寿命和工作效率大大提升。

该泵为GBSC型转子泵，该泵的工作腔主要由定子3、转子5、一组嵌在排油滑道6中的叶片以及在定子3和转子5两侧的油压补偿机构25等组成。当转子5按顺时针方向旋转时，叶片在离心力的作用下与定子3内表面保持接触，且叶片顶部沿定子3内表面滑动，在第一叶片7到第三叶片9、第五叶片11到第七叶片13两个区域内，由于定子3内表面曲线的半径逐渐变长，叶片沿转子5槽滑动向外伸出，相邻叶片间的密封容积逐渐增大，形成吸油过程。与此同时，在第三叶片9到第五叶片11、第七叶片13到第一叶片7两个区域，定子3内表面曲线的半径逐渐变短，叶片沿转子5槽向里缩进，相邻叶片间的密封容积逐渐缩小，形成排油过程。

平衡式叶片泵定子内表面曲线(简称定子曲线)的形状决定了叶片的运动状态，对泵的性能和寿命影响很大。理想的定子曲线应是：1、使输出流量脉动小；2、运转中叶片顶部不脱离定子3；3、叶片无冲击震动、低噪音；4、使叶片受力状态良好。要达到以上效果，关键是合理确定过渡曲线的参数，经过各种理论计算、模型设计和试制比较，证明该型泵已达到了理想的效果。

叶片泵工作压力Δp越高，泄漏损失越大，流量Q下降也大，并且压力越高，泵的震动、噪音也随之增加。两级泵能够减少相同工作压力下的泄露损失，降低泵的震动、噪音。两级泵的工作原理如图1所示。图中的油路是通过泵体中的内流道、两个定子间配流盘来实现的，泵的结构十分紧凑，其外观与单级泵并无区别。

单级泵的容积效率

两级泵的容积效率

经过对Q_t＝21m³/h的单级泵和两级泵进行对比实验，实测数据为：Q_t＝21m³/h，Δp₂＝1MP_a，Q₁＝14.1m³/h，Q₂＝17.5m³/h，代入上式得η₁＝0.671；η₂＝0.833。

可见，两级泵容积效率比单级泵高16.2％，这是很有现实意义的，它有效的解决了泵在较高工作压力时排量下降问题，同时也降低了泵的震动、噪音，提高了使用寿命。

测试数据及分析

转子泵测试数据表

1、吨液单耗：转子泵均满足输油泵单耗标准要求(≤0.85)，与螺杆泵(平均吨液单耗0.49kw/t)水平相当，优于TLB稠油泵(平均吨液单耗1.53kw/t)。

2、功率因数：2-2站实测为0.923，达到标准(≥0.85)要求；2-3站实测为0.736，未达到标准(≥0.85)要求。

3、机组效率：2台试验泵实测机组效率均未达到≥43％的标准要求，但与在用的螺杆泵及TLB稠油泵相比，处于中等偏上水平(螺杆泵平均机组效率为0.37；TLB稠油泵平均机组效率为0.13)。

4、容积效率：实测2台泵的容积效率分别为59％和64％。

与单螺杆泵和TLB稠油泵对比分析

1、转子泵和TLB稠油泵都具有结构紧凑，体积小，便于现场安装的特点；

2、转子泵对被输送超稠油的粘度、温度、含气(目测)等参数变化具有较强的适应性；

3、螺杆泵平均吨液单耗为0.49kw/t，转子泵吨液单耗平均0.52kw/t，TLB稠油泵平均吨液单耗1.53kw/t(标准≤0.85kw/t)；

4、GBSC型转子泵机组效率38％，螺杆泵为37％；TLB稠油泵为13％(标准≥43)；

5、转子泵对含水变化的适应性优于其它两种泵型；螺杆泵在含水高于60％时，运行较稳定，输送低含水超稠油时，易出现定子胶套短时间内被磨损破坏，需进行更换；TLB稠油泵含水在45％--60％范围时，输油效果较好，含水过高或过低时，均表现为排量迅速下降，严重时，输不出液；转子泵在中、高含水时，泵运行稳定，在输送低含水原油(50％以下)时，泵效有所下降，但能够满足外输，且泵核心部件的转子、定子部分不至于损坏。

三种泵适合含水及频率范围

表2

泵型	适合含水范围	最佳频率范围
			螺杆泵	60％-100％	3HZ-40HZ
转子泵	35％-93％	8HZ-45HZ
			TLB稠油泵	45％-60％	10HZ-50HZ

6、转子泵在振动及噪音方面稍高于螺杆泵，与TLB稠油泵相当；

7、在平稳输油性能方面，转子泵在负荷率较高时优于其它两种泵型。但在负荷率低于20％时，转子泵排量不易平稳控制，螺杆泵在该条件下运行较稳定；

8、对转子泵和螺杆泵平均维修周期进行对比统计，二者水平相当。

经济效益分析

与同等排量的螺杆泵进行对比分析：

1、投资成本：GBSC型转子泵(50m³/h)每台16万元，而螺杆泵(50m³/h)每台23万元，单台泵购置费用降低7万元。

2、维修成本：一年的维修费用平均在8万元左右，而螺杆泵年维修费用13.8万元，单泵年可节约维修费用5.5万元。

3、运行成本：每台泵平均有功功率降低5千瓦，每度电按0.45元计算，单泵每年节约电费为：5×24×365×0.45÷10000＝1.97万元

三项合并计算，单台年可见效益约7+5.5+1.97＝14.47万元。

现场运行过程

GBSC型泵自2005年12月投产，已在油田公司多个泵站安装运行，第一台GBSC-20-1.6泵(Q＝20m³/h，Δp＝1.6MP_a)，自2005年12月5日至今已连续运行5590小时无故障，第一台GBSC-50-1.6泵(Q＝50m³/h，Δp＝1.6MP_a)，自2006年2月18日安装至今，目前运行良好。

GBSC型泵具有自吸能力强，外输压力高，运行稳定、噪音小、泵效高、寿命长的特点，各项性能指标能够满足超稠油管道输送的要求，该泵型运行性能与螺杆泵之间具有一定的互补性，可与螺杆泵组合在中心站配备，也可以作为主力泵进行超稠油的输送。因此，认为该泵型是目前研制、应用效果较好的超稠油输送设备，具有很高的推广使用价值。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种新型全平衡双作用转子输油泵，包括第一泵体(1)和第二泵体(2)，其特征是：所述的第一泵体(1)和第二泵体(2)内部均设置有定子(3)，所述的定子(3)内部开设有椭圆形结构工作腔(4)，所述的工作腔(4)内部设置有与定子(3)相配合的转子(5)，所述的转子(5)外侧弧形面上开设有八个排油滑道(6)，所述的转子(5)外侧弧形面上的排油滑道(6)内部分别滑动连接有第一叶片(7)、第二叶片(8)、第三叶片(9)、第四叶片(10)、第五叶片(11)、第六叶片(12)、第七叶片(13)和第八叶片(14)，所述的定子(3)上开设有左上进油口(15)、左下出油口(16)、右上出油口(17)和右下进油口(18)，所述的左上进油口(15)、左下出油口(16)、右上出油口(17)和右下进油口(18)内侧开口位置均固定连接有弧形过滤板(19)，所述的定子(3)和转子(5)之间通过第一叶片(7)、第二叶片(8)、第三叶片(9)、第四叶片(10)、第五叶片(11)、第六叶片(12)、第七叶片(13)和第八叶片(14)划分成第一吸油腔(20)、第二吸油腔(21)、第一压油腔(22)和第二压油腔(23)，所述的第一吸油腔(20)与第二吸油腔(21)相对于轴心对称布置，所述的第一压油腔(22)与第二压油腔(23)相对于轴心对称布置。

2.根据权利要求1所述的一种新型全平衡双作用转子输油泵，其特征是：所述的第一泵体(1)和第二泵体(2)大小相同。

3.根据权利要求1所述的一种新型全平衡双作用转子输油泵，其特征是：所述的第一泵体(1)和第二泵体(2)之间通过油道管路(24)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型全平衡双作用转子输油泵，其特征是：所述的油道管路(24)上设置有油压补偿机构(25)。