CN207701318U - 井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，属于井用二氧化碳输送技术领域。包括泵体（2）、活塞（3）和液压油缸（1），活塞（3）滑动设置在泵体（2）内，活塞（3）与液压油缸（1）的输出端连接，活塞（3）上设有进液阀（4），泵体（2）的一端连接有排液组件，另一端设有超临界二氧化碳输入管（5）；泵体（2）连接有泄露检测机构。首先将气态二氧化碳增压至超临界状态；然后利用增压泵将超临界二氧化碳继续增压至10~100Mpa注入井下。本实用新型利用超临界状态二氧化碳的较高压力推动活塞，节省了液压油缸的部分推力，而且结构简单、安全，推力大，满足高压力输送要求。

Description

井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵

技术领域

井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，属于井用二氧化碳输送技术领域。

背景技术

液态二氧化碳被广泛应用于各个领域，但是液态二氧化碳的存储和输送是制约其应用的重要原因，二氧化碳都是化工企业内将生产过程中所产生的二氧化碳回收液化后得到的，而应用场所都是在油井等偏远地区，以往都是利用罐车进行输送，输送成本非常高。利用管路输送二氧化碳则成为理想的选择，理想的状态是将二氧化碳增压至7~8Mpa左右的超临界状态，利用管路直接将二氧化碳输送至应用场所，当然这也是发明人经过研发所发现的，并非是本领域常用的方法，目前国内外均没有合适的设备以将超临界状态下的二氧化碳进行增压，一般曲轴连杆的柱塞泵、活塞泵速度高容易造成无组织泄露，不适合用于将高压力的、含有危险气体（硫化氢等）的介质继续增压后进行输送，虽然隔膜泵可以避免泄露进行增压，但是隔膜泵的寿命太短，只能使用15天左右，根本无法满足使用要求，也可以用压缩机增压，但是超临界二氧化碳随温度变化容易液化，压缩机的线速度一般在2m/s以上，液化后的二氧化碳如果用压缩机增压输送很容易击穿压缩机，非常危险造成设备损坏。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、输送稳定、对于所有的有可能泄露的位置全部内置，并设有泄露检测孔，做到有介质和液压油泄露就报警，既可以增压气态介质也可以增压液体介质，提高泵的使用寿命的井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵。

本实用新型还设有气体泄露报警传感器和液体泄漏报警传感器，当有气体泄漏时气体泄露报警传感器动作报警，当有液压油泄漏时液体泄漏报警传感器动作，更加安全可靠。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，其特征在于：包括泵体、活塞和液压油缸，活塞滑动设置在泵体内，活塞与液压油缸的输出端连接，活塞上设有进液阀，泵体的一端连接有排液组件，另一端设有超临界二氧化碳输入管；泵体连接有泄露检测机构。

所述泄露检测机构包括气体泄露报警传感器，泵体在靠近液压油缸的一端开设气体泄露检测通道，气体泄露检测通道的内端连接组合密封，外端连接气体泄露报警传感器。

所述泄露检测机构包括液体泄露报警传感器，泵体在靠近液压油缸的一端开设液体泄露检测通道，液体泄露检测通道的内端连接组合密封，外端连接液体泄露报警传感器。

所述泵体有对称设置在液压油缸两端的两个。

所述泵体包括进液泵体和储液泵体，进液腔开设在进液泵体内，储液泵体一端与进液泵体固定连接，另一端连接排液组件；

储液泵体内开设容纳活塞轴向滑动的储液腔，活塞杆一端密封穿过进液泵体后连接液压油缸的输出端，另一端连接活塞。

两个所述进液泵体对称固定在液压油缸的两端，进液泵体固定连接有固定底座。

所述排液组件为排液阀。

所述超临界二氧化碳输入管设置在泵体的侧部或底部。

所述液压油缸水平或竖直设置，泵体同轴固定在液压油缸的端部。

一种二氧化碳输送方法，包括以下步骤：

1）、将气态二氧化碳增压至超临界状态；

2）、利用管道将超临界二氧化碳输送至二氧化碳使用现场；

3）、利用井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵将超临界二氧化碳继续增压至15~100Mpa，然后将二氧化碳注入井下。

液压油缸的线速度为0.15~0.3 m/s。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型利用超临界状态二氧化碳的较高压力推动活塞，节省了液压油缸的部分推力，活塞的一侧为进液侧，另一侧为增压侧，在工作时，液压油缸和进液侧的作用是同一个方向，并且共同与增压侧相对，这样进液侧的压力（超临界二氧化碳的压力）与液压油缸的压力相加构成了增压侧的压力，进液侧的压力作用于活塞增压端的背面，形成背压，也就是说在排液的过程中超临界二氧化碳输入管处超临界二氧化碳的压力始终作用在活塞上，也就减轻了液压油缸7~8Mpa的推力，提高了泵的效率，可以节省很大一部分能量，这是曲轴连杆往复式泵所做不到的。由于采用了液压油缸，可以将线速度降低到0.2m/s，即使有二氧化碳液化，也不会对设备造成损坏。

本实用新型首先将二氧化碳增压至超临界状态，此时二氧化碳即具有液态二氧化碳的高密度特点，又具有气态二氧化碳低粘度特点，非常适合管路运输，利用管路运输到现场后再利用本实用新型的增压泵增压至所需压力送入井下用于驱油、驱水等。

利用液压油缸驱动泵体内的活塞往复轴向运动，实现液态二氧化碳的输送和转存，由于液压油缸的压力和速度调节方便，可以以更低的线速度工作，即使缸体内发生一定的二氧化碳汽化，也不会影响泵的容积效益，因为在低速情况下，汽化的二氧化碳可以被有效排出泵腔，泵的输出稳定，有效提高泵的使用寿命。

本实用新型的进液、工作均在进液腔完成，利用液压油缸实现低速高压输送，压力可以达到200T以上，这是曲轴连杆往复结构所难以实现的。结构简单，安装方便，克服以往安装繁琐，耗时等问题。

附图说明

图1为该井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵的结构示意图。

其中：1、液压油缸 2、泵体 3、活塞 4、进液阀 5、超临界二氧化碳输入管 6、液体泄露报警传感器 7、液体泄露检测通道 8、排液阀 9、气体泄露检测通道 10、气体泄露报警传感器。

具体实施方式

图1是该井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵及装置最佳实施例，下面结合附图1对本实用新型做进一步说明。

参见图1，该井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵包括液压油缸1、泵体2和活塞3，活塞3滑动设置在泵体2内并与液压油缸1的输出端连接，液压油缸1横向设置，活塞3一端设有进液阀4，另一端连接液压油缸1的输出端，泵体2的一端连接有排液阀8，另一端设有超临界二氧化碳输入管5，超临界二氧化碳输入管5设置在泵体2的侧部。本实用新型利用液压油缸1驱动泵体2内的活塞3往复轴向运动，将超临界二氧化碳增压后注入油井内，超临界二氧化碳的压力与液压油缸1的压力相加构成了活塞3增压侧的压力，超临界二氧化碳的压力作用于活塞3增压侧的背面，形成背压，也就减轻了液压油缸7~8Mpa的推力，提高了泵的效率，可以节省很大一部分能量，而且液压油缸1的压力和速度调节方便，可以以较低的线速度推动活塞3往复运动，从而可以将泵体2内部的液态二氧化碳顺利排出，保证泵的工作效率以及稳定的输出。

作为更加优选的方案，本实施例中的泵体2有对称设置在液压油缸1两端的两个，泵体2内分别设有一个活塞3，这样液压油缸1同时带动两个活塞3工作，工作效率更高，一个泵体2进液时另一个泵体2排液，降低脉动影响。为安装方便，液压油缸1水平或竖直设置，当然也可以根据需要将液压油缸1设计为倾斜的。两个泵体2对称固定在液压油缸1的两端。

本实用新型泵体2排液端的结构可以采用左侧泵体2直角形状，也可以采用由此弯头结构。较佳的方案是采用右侧排液端弯头结构，这样泵体2内的二氧化碳经过排液阀8排出后经过弯头排出，避免直角处产生气蚀，提高使用寿命。

泵体2在靠近液压油缸1的一端开设气体泄露检测通道9，气体泄露检测通道9的内端连接组合密封，外端连接气体泄露报警传感器10。泵体2在靠近液压油缸1的一端开设液体泄露检测通道7，液体泄露检测通道7的内端连接组合密封，外端连接液体泄露报警传感器6。液体泄露报警传感器6可以采用浮子传感器，当有气体泄漏时气体泄露报警传感器10动作报警，当有液压油泄漏时浮子传感器，动作更加安全可靠。

工作过程：液压油缸1往复运动带动活塞3往复移动，以左侧活塞3为例进行说明，左侧活塞3向左侧移动时，进液阀4被关闭，排液阀8打开，活塞3推动泵体2内的二氧化碳通过二氧化碳输出管路注入油井或者其他装置、管道内，在活塞3向左移动的过程中超临界二氧化碳输入管出的超临界二氧化碳的压力始终作用在活塞3上，形成背压，也就是活塞3移动的过程中还受到了超临界二氧化碳输入管5处二氧化碳的压力。活塞3到位后，液压油缸1带动活塞3向右侧移动，此时排液阀8被关闭，进液阀4打开，超临界二氧化碳输入管出的超临界二氧化碳借助其自身的压力进入泵体2内，如此往复完成二氧化碳的输送或转存。

本实用新型还提供一种二氧化碳输送方法，包括以下步骤：

1）、将气态二氧化碳增压至超临界状态；

2）、利用管道将超临界二氧化碳输送至二氧化碳使用现场；

3）、利用井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵将超临界二氧化碳继续增压至15~100Mpa，然后将二氧化碳注入井下。

本实用新型首先将二氧化碳增压至超临界状态，此时二氧化碳即具有液态二氧化碳的高密度特点，又具有气态二氧化碳低粘度特点，非常适合管路运输，利用管路运输到现场后再利用本实用新型的增压泵增压至所需压力送入井下用于驱油、驱水等。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，其特征在于：包括泵体（2）、活塞（3）和液压油缸（1），活塞（3）滑动设置在泵体（2）内，活塞（3）与液压油缸（1）的输出端连接，活塞（3）上设有进液阀（4），泵体（2）的一端连接有排液组件，另一端设有超临界二氧化碳输入管（5）；泵体（2）连接有泄露检测机构。

2.根据权利要求1所述的井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，其特征在于：所述泄露检测机构包括气体泄露报警传感器（10），泵体（2）在靠近液压油缸（1）的一端开设气体泄露检测通道（9），气体泄露检测通道（9）的内端连接组合密封，外端连接气体泄露报警传感器（10）。

3.根据权利要求1所述的井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，其特征在于：所述泄露检测机构包括液体泄露报警传感器（6），泵体（2）在靠近液压油缸（1）的一端开设液体泄露检测通道（7），液体泄露检测通道（7）的内端连接组合密封，外端连接液体泄露报警传感器（6）。

4.根据权利要求1~3任一项所述的井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，其特征在于：所述泵体（2）有对称设置在液压油缸（1）两端的两个。

5.根据权利要求1所述的井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，其特征在于：所述排液组件为排液阀（8）。

6.根据权利要求1所述的井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，其特征在于：所述超临界二氧化碳输入管（5）设置在泵体（2）的侧部或底部。

7.根据权利要求1所述的井用大排量超高压力超临界二氧化碳增压泵，其特征在于：所述液压油缸（1）水平或竖直设置，泵体（2）同轴固定在液压油缸（1）的端部。