CN210483802U - 回注泵及回注设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回注泵及回注设备，该回注泵包括：液力缸、柱塞套和活动插装在所述柱塞套内的柱塞，所述液力缸的外壁上具有贯穿所述液力缸的通孔，所述通孔的内壁具有内凸缘，所述柱塞套插装在所述通孔内,所述柱塞套的一端与所述内凸缘相抵，所述内凸缘的内壁与所述内凸缘的两相对的端面的连接处平滑过渡。本实用新型能够延长液力缸的使用寿命。

Description

回注泵及回注设备

技术领域

本实用新型涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种回注泵及回注设备。

背景技术

在气田的开发生产期间，气井内会产出大量气田水，而气田水过多会影响到气田的正常生产。目前处理气田水时，通常会收集气田水并采用回注泵将收集的气田水重新注入到地层的非注水层内。

目前的回注泵包括液力缸、柱塞套和活动插装在柱塞套内的柱塞，液力缸的外壁上具有贯穿液力缸的通孔，通孔内具有径向延伸的内凸缘，其中柱塞套插装在通孔内且柱塞套的端面与内凸缘相抵限位。液力缸还具有进液口和出液口，柱塞在柱塞套内往复移动的过程中，可以将从进液口进入液力缸内的气田水增压，并在增压后从出液口输出。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

回注泵工作过程中，柱塞往复移动产生交变的应力作用于柱塞套，同时传导至内凸缘，内凸缘与液力缸的交贯处在长时间的交变应力作用下，使得内凸缘上集中了较大的应力，导致液力缸的内凸缘处出现裂痕，使液力缸报废。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种回注泵及回注设备，能够延长液力缸的使用寿命。所述技术方案如下：

一方面，本实用新型实施例提供了一种回注泵，所述回注泵包括：液力缸、柱塞套和活动插装在所述柱塞套内的柱塞，所述液力缸的外壁上具有贯穿所述液力缸的通孔，所述通孔的内壁具有内凸缘，所述柱塞套插装在所述通孔内，其特征在于，所述柱塞套的一端与所述内凸缘相抵，所述内凸缘的内壁与所述内凸缘的两相对的端面的连接处平滑过渡。

在本实用新型实施例的一种实现方式中，所述内凸缘的内壁与所述内凸缘的两相对的端面的连接处均设有圆角。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述圆角的圆角半径为4mm至 6mm。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述内凸缘的内壁为外凸的弧形曲面，所述弧形曲面与所述内凸缘的两相对的端面均相切。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述内凸缘在所述柱塞套的轴向上的长度为39mm至41mm。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述柱塞套与所述内凸缘相抵的端面设有第一密封件，所述柱塞套与所述通孔之间设有第二密封件，所述液力缸的外壁上设有用于隔离所述第二密封件与外部环境的第三密封件。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述第一密封件、所述第二密封件和所述第三密封件为O型密封圈或垫片。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述液力缸的外壁设有氧化膜。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述液力缸具有进液口和出液口，所述回注泵还包括位于所述出液口和所述进液口处的压力阀。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种回注设备，所述回注设备包括如前文所述的回注泵。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

由于内凸缘的一端面与柱塞套的一端相抵，柱塞在柱塞套内往复移动的过程中，会对柱塞套产生外力作用，柱塞套同时也会将外力传导至内凸缘上。在柱塞长时间往复移动产生的交变的外力作用下，使得集中在内凸缘与压力缸的交贯处上的应力也较大。本实用新型实施例通过将内凸缘的内壁与内凸缘的两相对的端面的连接处平滑过渡，使得作用在内凸缘位置的应力得以分散，从而避免内凸缘上出现应力集中，有效地减少液力缸的内凸缘出现裂痕的问题，延长液力缸的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是相关技术中提供的一种回注泵的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种回注泵的部分结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种回注泵的部分结构示意图。

图中各符号表示含义如下：

1-液力缸，11-通孔，12-内凸缘，13-圆角，14-弧形曲面，15-进液口，16- 出液口，2-柱塞套，3-柱塞，41-第一密封件，42-第二密封件，43-第三密封件， 5-桁架，6-压力阀，7-花键，8-填料箱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1是相关技术中提供的一种回注泵的结构示意图。如图1所示，该回注泵为型号3DSJ-20/30的三腔液力缸高压回注泵，包括液力缸1、柱塞套2、活动插装在柱塞套2内的柱塞3、桁架5和填料箱8，液力缸1的外壁上具有贯穿液力缸1的通孔11，通孔11内具有径向延伸的内凸缘12，其中，柱塞套2的一部分插装在通孔11内且柱塞套2的端面与内凸缘12相抵限位，柱塞套2的另一部分插装在桁架5中，桁架5和液力缸1的外壁贴合。填料箱8套装在柱塞3 上，且填料箱8的一端面插装在桁架5内与柱塞套2的端面相抵。液力缸1还具有进液口15和出液口16，进液口15和出液口16处均设有压力阀6，压力阀 6可以通过花键7安装在液力缸1上，柱塞3在柱塞套2内往复移动的过程中，可以将从进液口15进入液力缸1内的气田水增压，并在增压后从出液口16输出，使得气田水在增压后重新注入到地层的非注水层内。

其中，液力缸是回注泵内承载液体压力的部件，按照GB/T9234-2008《机动往复泵》所述可知，液力缸属于非易损件，正常连续使用的平均周期在18000 小时以上。而上述图1所示的液力缸1的内凸缘12的内壁与内凸缘12的两相对的端面均垂直连接，即内凸缘12的内壁与内凸缘12的两相对的端面的连接处呈直角状，该种结构的内凸缘12使用过程中，在柱塞3往复移动产生交变的应力作用下容易在柱塞套2与内凸缘12的端面衔接处出现贯穿性的裂痕(参见图1中A)，导致液力缸1的使用寿命低于平均周期。

本实用新型实施例提供了一种回注泵，该回注泵能解决回注泵的液力缸的使用寿命低于平均周期的问题。且该回注泵尤其适用于注水压力在20MPa至 40Mpa、气田水回注量不大于20m³/h的工作环境。本实用新型实施例提供的回注泵的结构与图1所示基本相同，主要差别在于内凸缘处的结构和密封位置不同。

需要说明的是，图1中仅示出了液力缸为三腔液力缸的回注泵，本实施例中的回注泵同样适用于液力缸为五腔液力缸的回注泵，本实用新型不做限制。

图2是本实用新型实施例提供的一种回注泵的部分结构示意图。如图2所示，该回注泵包括：液力缸1、柱塞套2和活动插装在柱塞套2内的柱塞3，液力缸1的侧壁上具有贯穿液力缸1的通孔11，通孔11的内壁具有内凸缘12，柱塞套2插装在通孔11内，柱塞套2的一端与内凸缘12相抵，内凸缘12的内壁121与内凸缘12的两相对的端面122的连接处平滑过渡。

由于内凸缘的一端面与柱塞套的一端相抵，柱塞在柱塞套内往复移动的过程中，会对柱塞套产生外力作用，柱塞套同时也会将外力传导至内凸缘上。由于应力集中容易出现在物体形状急剧变化的地方，例如，相关技术中内凸缘的内壁与内凸缘的两相对的端面的连接处呈直角状，该连接处呈直角状且连接处的形状急剧变化，使得本来分布内凸缘上的应力被迫分布到呈直角状的连接处，这样使得越靠近连接处的位置分得的应力就越多，应力出现集中。并且在柱塞长时间往复移动产生的交变的外力作用下，使得集中在连接处上的应力也越大。本实用新型实施例通过将内凸缘的内壁与内凸缘的两相对的端面的连接处平滑过渡，使得作用在内凸缘的应力得以分散，从而避免出现应力集中，有效地减少液力缸的内凸缘出现裂痕的可能，延长了液力缸的使用寿命。

在本实用新型的一些实现方式中，内凸缘12的内壁与内凸缘12的两相对的端面的连接处均设有圆角13。通过将内凸缘12的内壁与内凸缘12的两相对的端面的连接处倒圆角，使得作用在内凸缘12位置的应力通过平滑过渡的圆弧面分散，从而避免内凸缘12上出现应力集中，能有效地减少液力缸1的内凸缘 12出现裂痕的问题，延长液力缸1的使用寿命。

示例性地，圆角13的圆角半径的取值范围可以在4mm至6mm之间。例如圆角13的圆角半径可以为5mm，经过大量试验数据证明，在内凸缘12的内壁与内凸缘12的两相对的端面的连接处设置圆角半径为5mm的圆角13，减少液力缸1的内凸缘12出现裂痕的效果最好，且液力缸1的使用寿命均不低于平均周期。

图3是本实用新型实施例提供的一种回注泵的部分结构示意图。如图3所示，在本实用新型的其他一些实现方式中，内凸缘12的内壁121为弧形曲面14，弧形曲面14与内凸缘12的两相对的端面122均相切。本实施例通过将内凸缘 12的内壁121设置为弧形曲面14且弧形曲面14与内凸缘12的两相对的端面 122均相切，使得集中在内凸缘12位置的应力通过弧形曲面14分散，从而避免内凸缘12上出现应力集中，能有效地减少液力缸1的内凸缘12出现裂痕的问题，延长液力缸1的使用寿命。

本实施例中，如图1所示的液力缸1的内凸缘12在轴向上的长度为21mm。本实施例中图2所示的一种液力缸1的内凸缘12在轴向上的长度L，相较于图 1所示的内凸缘12在轴向上的长度增长了18mm至20mm。即本实施例提供的液力缸1的内凸缘12在轴向上的长度L为39mm至41mm。通过增长内凸缘12 在轴向上的长度，可以在一定程度上有效地增强内凸缘12抗形变的能力，减少液力缸1的内凸缘12出现裂痕的问题，延长液力缸1的使用寿命。

可选地，柱塞套2与内凸缘12相抵的端面设有第一密封件41，柱塞套2与通孔11之间设有第二密封件42，液力缸1的外壁上设有用于隔离第二密封件 42与外部环境的第三密封件43。可选地，第一密封件41、第二密封件42和第三密封件43可以为O型密封圈或垫片。

示例性地，如图2所示，位于柱塞套2的端面与内凸缘12的端面之间的第一密封件41为O型密封圈，位于柱塞套2与通孔11之间的第二密封件42为O 型密封圈，位于液力缸1的外壁上的第三密封件43为O型密封圈。结合图1，回注泵还包括桁架5，桁架5套装在柱塞套2上且与液力缸1的外壁贴合，即本实施例中第三密封件43位于液力缸1的外壁和桁架5之间，可提高液力缸1的外壁和桁架5之间的密封性，防止外部环境中的杂质进入到液力缸1内。第一密封件41位于柱塞套2的端面与内凸缘12的端面之间，可提高柱塞套2的端面与内凸缘12的端面之间的密封性，防止液力缸1内的气田水泄漏。而第二密封件42位于柱塞套2与通孔11之间，可提高柱塞套2与通孔11之间的密封性，在第一密封件41和第三密封件43损坏而出现泄漏的情况下，仍然能有效地防止液力缸1内的气田水泄漏至外部环境和防止外部环境中的杂质进入到液力缸1 内，提高液力缸1的密封性。同时设置密封件还可以起到一定的缓冲和减震作用，削弱液力缸1因柱塞往复移动带来的冲击力。

可选地，液力缸1的外壁可以设有氧化膜。由于气田水含有较多的氯根离子，液力缸1易受腐蚀。本实施例中液力缸1在粗车和钻孔后，且对液力缸1 热处理后，会对液力缸1进行钝化处理，使液力缸1的外表面形成氧化膜，从而避免腐蚀发生，延长液力缸1的使用寿命。

如图1所述，液力缸1具有进液口15和出液口16，回注泵还包括位于进液口15和出液口16处的压力阀6。其中，压力阀6可以通过花键7安装在液力缸 1。本实施例在液力缸1内设有用于吸入和排出气田水的压力阀6可以承载液力缸1的工作压力，同时还起着一定的密封作用。便于液力缸1的使用。

本实用新型实施例提供了一种回注设备，该回注设备包括如前文所述的回注泵。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回注泵，所述回注泵包括：液力缸(1)、柱塞套(2)和活动插装在所述柱塞套(2)内的柱塞(3)，所述液力缸(1)的外壁上具有贯穿所述液力缸(1)的通孔(11)，所述通孔(11)的内壁具有内凸缘(12)，所述柱塞套(2)插装在所述通孔(11)内，其特征在于，所述柱塞套(2)的一端与所述内凸缘(12)相抵，所述内凸缘(12)的内壁(121)与所述内凸缘(12)的两相对的端面(122)的连接处平滑过渡。

2.根据权利要求1所述的回注泵，其特征在于，所述内凸缘(12)的内壁与所述内凸缘(12)的两相对的端面的连接处均设有圆角(13)。

3.根据权利要求2所述的回注泵，其特征在于，所述圆角(13)的圆角半径为4mm至6mm。

4.根据权利要求1所述的回注泵，其特征在于，所述内凸缘(12)的内壁(121)为外凸的弧形曲面(14)，所述弧形曲面(14)与所述内凸缘(12)的两相对的端面(122)均相切。

5.根据权利要求1所述的回注泵，其特征在于，所述内凸缘(12)在所述柱塞套(2)的轴向上的长度(L)为39mm至41mm。

6.根据权利要求1所述的回注泵，其特征在于，所述柱塞套(2)与所述内凸缘(12)相抵的端面设有第一密封件(41)，所述柱塞套(2)与所述通孔(11)之间设有第二密封件(42)，所述液力缸(1)的外壁上设有用于隔离所述第二密封件(42)与外部环境的第三密封件(43)。

7.根据权利要求6所述的回注泵，其特征在于，所述第一密封件(41)、所述第二密封件(42)和所述第三密封件(43)为O型密封圈或垫片。

8.根据权利要求1至7任一项所述的回注泵，其特征在于，所述液力缸(1)的外壁设有氧化膜。

9.根据权利要求1至7任一项所述的回注泵，其特征在于，所述液力缸(1)具有进液口(15)和出液口(16)，所述回注泵还包括位于所述进液口(15)和所述出液口(16)处的压力阀(6)。

10.一种回注设备，其特征在于，所述回注设备包括如权利要求1至9任一项所述的回注泵。

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