CN207892823U - 一种双作功全平衡进口高压的液力端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双作功全平衡进口高压的液力端，包括有泵体、组合阀和柱塞等，泵体内的高压腔与工作腔由出口阀隔离，低压腔与工作腔由进口阀隔离；柱塞采用变径式组合柱塞结构，其中中间大头的主柱塞上设有两组自调节填料密封副，两密封副中间设有承受轴向力实现无干涉的分体定位环和导向套，小头的可调变径柱塞与主柱塞分体组合。本实用新型解决油田用户由于地质不一而出现设计测试压力与实际应用压力不一样，而无法使注水泵设计参数匹配于油井注水要求，改善动力端的受力状况，使泵满足润滑条件，且能通过调节流量和压力，使泵符合油田注井的增压要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及泵技术领域，尤其是涉及一种双作功全平衡进口高压的液力端。
背景技术
往复式柱塞泵由动力端、液力端两部分组成，属容积式泵，主要应用在输送高压定量液体，已广泛应用于各工业领域，特别在注水、注聚驱油工艺中，注入设备是提高产量的主要途径。
常规的注入往复柱塞泵适用于低进、高出，也就是泵的进口压力在1MPa以下。由于油田采油井的深度不一，油井周围的岩石密度不一，这就会造成油井压力不一致，使注水驱油在片区井中会出现部分井的压力不足而注不进水，失去驱油效果。油田针对注不进水的油井进行增压注水，也就是采用高进口压力的增压泵来完成注水驱油的工艺，尽管早在九十年代初，就开始采用增压注水驱油工艺。但现有液压平衡泵、多级离心泵、单作用液力平衡往复式柱塞泵，在使用过程中，均存在动力端寿命短，耗能高的问题，其主要原因是由于地下的压力变化难以给出一个准确的数据，往往都是地质提供的压力与实际使用的压力相差甚远，在实际用泵时，出现设计压差与现场运行压差不一而造成动力端发热、烧瓦烧曲轴的故障时有发生。随着油田开发进入后期，注不进水的油井越来越多，所以开发一种双作功全平衡进口高压的往复泵具有重大工程应用价值。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术现状而提供一种无论进出口压力如何变化，均能全平衡进口高压介质的液力端，以解决油田用户由于地质不一而出现设计测试压力与实际应用压力不一样，而无法使注水泵设计参数匹配于油井注水要求，改善动力端的受力状况，使泵满足润滑条件，且能通过调节流量和压力，使泵符合油田注井的增压要求。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：本双作功全平衡进口高压的液力端，其特征是包括有：
泵体，内设有柱塞通道，柱塞通道与泵体内的两个前后对称的组合阀通道相通，并且每一组合阀通道内设有高压腔和低压腔，柱塞通道内设有工作腔；
组合阀，每一组合阀通道内均设有一组合阀，所述的高压腔与工作腔由组合阀的出口阀隔离，所述的低压腔与工作腔由组合阀的进口阀隔离；
柱塞，设置在柱塞通道内作往复运动，它采用变径式组合柱塞结构，其中外径较大的中间段为主柱塞，且由该主柱塞和设置在主柱塞上的填料密封副将所述的工作腔分隔成前后两个而分别对应于前后组合阀通道内的高压腔和低压腔，外径较小的两端其中与动力端相接的一端为副柱塞，另一端为可调变径柱塞，可调变径柱塞与主柱塞分体组合。
前述的副柱塞与可调变径柱塞的直径可以相等或不等，这样可以更换成不同直径大小的可调变径柱塞，以有效调节流量和压力，使泵符合油田注井的增压要求。
前述的柱塞外圆上可以设有多组密封副，包括设在副柱塞上的前填料密封副、可调变径柱塞上的后填料密封副以及主柱塞上的两组自调节填料密封副。其中，所述的两组自调节填料密封副中间还可设有承受轴向力实现无干涉的分体定位环和导向套。
而所述柱塞通道中装有所述分体定位环的通道与柱塞填料的油润滑流道各缸进行互通，确保柱塞与填料在油润滑中运行，提高柱塞、填料的使用寿命。而所述的分体定位环内部可以成形一环形凹槽，凹槽上可以周向间隔分布有多个径向通孔。
前述的主柱塞与可调变径柱塞上可以通过锥面定位并通过螺纹连接成一体，方便拆装。
前述的柱塞两头设有与泵体相固定的前、后密封函，所述的前、后填料密封副分别设有前、后密封函内。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型采用双作功全平衡可变径柱塞的往复泵液力端结构，组合柱塞前后往复运动均匀受力做功，完全可解决油田用户由于地质不一而出现设计测试压力与实际应用压力不一样，而无法使注水泵设计参数匹配于油井注水要求，且通过组合柱塞所受介质液压力合力大小相同，完全起到平衡条件，改善动力端的受力状况，使泵满足润滑条件。同时，组合柱塞前后往复运动均吸排介质，流量脉动比一般往复泵小。组合柱塞前端可调变径柱塞可以更换成不同直径大小的柱塞，能有效调节流量和压力，使泵符合油田注井的增压要求。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型泵体结构示意图。
图3为本实用新型变径式组合柱塞结构示意图。
图4a为本实用新型分体定位环示意图。
图4b为本实用新型分体定位环剖面示意图。
图5为本实用新型导向套结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
结合图1至图5所示，本实用新型的双作功全平衡进口高压的液力端，包括泵体1、组合阀2、柱塞3、前密封函4，后密封函5和数组密封副6等构成。其中泵体1内的柱塞通道11与位于其上方的前、后组合阀通道12对应相通，前、后组合阀通道12对称布置，且内部分别设有高压腔7和低压腔8，且前、后组合阀通道内的高压腔7与低压腔8前后对称。工作腔9设在柱塞通道11内。
组合阀2采用进口阀与出口阀一体设计，前、后组合阀通道12内各设置一组合阀2，并且高压腔7与工作腔9设置出口阀隔离，低压腔8与工作腔9设置进口阀隔离。
柱塞3为一可调流量和平衡大小的变径式组合柱塞，通过前、后密封函4、5和数组密封副6设置在柱塞通道11内，作前后往复运动。变径式组合柱塞的中间大头为主柱塞31，后端(此为与动力端相接的一头)小头为副柱塞33，前端为可调变径柱塞32，副柱塞33与可调变径柱塞32的直径可以相等，也可以不相等，且前端可调变径柱塞32与中间大头主柱塞31为分体结构，且通过相互间的锥形面和锥形孔实现锥面定位，并用螺纹连接成一体。而柱塞通道内的工作腔9由主柱塞31和设置在主柱塞上的密封件将其分隔成前后两个，分别对应于前后组合阀通道12内的高压腔7和低压腔8。
柱塞3的外圆上设有四组密封副6，前后两端分别设置副柱塞和可调变径柱塞的填料密封副64、65，填料密封副64、65分别设在与泵体侧壁相固定的前、后密封函4、5内。中间大头主柱塞31上设置两组自调节填料密封副61，两组填料密封副61中间设置有承受轴向力实现无干涉的分体定位环63及导向套62，泵体1的柱塞通道11中设有可供自调节填料密封副中的弹簧611定位用的台阶，而装有分体定位环的通道13与柱塞填料的油润滑流道14各缸进行互通，确保柱塞与填料在油润滑中运行，提高柱塞、填料的使用寿命。分体定位环63呈圆环状，其内部加工有一环形凹槽631，凹槽上周向间隔分布有多个径向通孔632。导向套62与分体定位环63相配装，其插入分体定位环63内的圆台形凸部内也加工有内凹的环形槽621，槽上同样设有周向间隔分布的多个径向通孔622。
本液力端的工作原理如下：泵运行时，当组合柱塞向前运动时，前端工作腔内介质受组合柱塞作用，压力升高，进口阀关闭，出口阀开启，工作腔与高压腔连通，介质排出工作腔进入高压腔，此时，后端工作腔容积增大，工作腔内压力减小，出口阀关闭，进口阀开启，工作腔与进口腔连通，介质在压差作用下吸入工作腔。组合柱塞向前运动过程中，进口高压介质始终对组合柱塞前端圆环面作用向前的液压力，出口高压介质对组合柱塞后端圆环面作用向后的液压力，这样无论进出口压力如何变化，均能全平衡进口高压介质。反之亦然。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理前提下，还可以对本实用新型进行多种改型或改进，这些均被视为本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双作功全平衡进口高压的液力端，其特征在于：包括
泵体，内设有柱塞通道，柱塞通道与泵体内的两个前后对称的组合阀通道相通，并且每一组合阀通道内设有高压腔和低压腔，柱塞通道内设有工作腔；
组合阀，每一组合阀通道内均设有一组合阀，所述的高压腔与工作腔由组合阀的出口阀隔离，所述的低压腔与工作腔由组合阀的进口阀隔离；
柱塞，设置在柱塞通道内作往复运动，它采用变径式组合柱塞结构，其中外径较大的中间段为主柱塞，且由该主柱塞和设置在主柱塞上的填料密封副将所述的工作腔分隔成前后两个而分别对应于前后组合阀通道内的高压腔和低压腔，外径较小的两端其中与动力端相接的一端为副柱塞，另一端为可调变径柱塞，可调变径柱塞与主柱塞分体组合。
2.如权利要求1所述的液力端，其特征在于：所述的副柱塞与可调变径柱塞的直径相等或不等。
3.如权利要求1或2所述的液力端，其特征在于：所述的柱塞外圆上设有多组密封副，包括设在副柱塞上的前填料密封副、可调变径柱塞上的后填料密封副以及主柱塞上的两组自调节填料密封副。
4.如权利要求3所述的液力端，其特征在于：所述的两组自调节填料密封副中间设有承受轴向力实现无干涉的分体定位环和导向套。
5.如权利要求4所述的液力端，其特征在于：在所述柱塞通道中装有所述分体定位环的通道与柱塞填料的油润滑流道相通。
6.如权利要求1或2所述的液力端，其特征在于：所述的主柱塞与可调变径柱塞上分别设有相配合的锥形孔和锥形面，两者利用锥面定位并通过螺纹连接成一体。
7.如权利要求3所述的液力端，其特征在于：所述的柱塞两头设有与泵体相固定的前、后密封函，所述的前、后填料密封副分别设有前、后密封函内。
8.如权利要求5所述的液力端，其特征在于：所述的分体定位环呈圆环状，内部成形有一环形凹槽，凹槽上周向间隔分布有多个径向通孔。
9.如权利要求8所述的液力端，其特征在于：所述的导向套与分体定位环相匹配，其插入分体定位环内的圆台形凸部内设有内凹的环形槽，环形槽上也设有周向间隔分布的多个径向通孔。
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