CN218266287U - 一种油田用往复增压泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油田用往复增压泵，泵体内部具有出口腔和增压腔，密封函体密封连接泵体侧壁；大小头柱塞具有大直径段和小直径段且连接处成型有台阶面，其大直径段贯穿泵体侧壁连通增压腔；密封函体内部可拆卸安装有第一密封组件和第二密封组件；第一密封组件与小直径段外壁滑动密封连接；第二密封组件与大直径段外壁滑动密封连接；密封函体内壁、大小头柱塞的台阶面和小直径段限定出一平衡腔；压力平衡管的两端分别连通平衡腔和出口腔；平衡转换阀可封堵压力平衡管，且平衡腔可与外界大气连通。本实用新型能够兼顾注液和增压两用，适用于油田高进高出增注与低进高出注入作业工况转换频繁的场合。

Description

一种油田用往复增压泵

技术领域

本实用新型涉及泵类技术领域，特别是涉及一种油田用往复增压泵。

背景技术

往复增压泵是一种通过曲柄连杆机构驱动柱塞往复运动给所输送介质增压的传统机械。柱塞往复式增压泵在油田有着广泛的应用，它是将具有一定压力的介质进行二次增压，在往复式增压泵标准JB/T6538-2008中，规定适用的泵吸入压力不低于6MPa。这种高进高出增注作业，将注入系统的高压介质连接在增注泵的吸入口利用增注泵增压后注入。

油田现场还存在一种低进高出注入作业，是将注入介质存于常压低压储水系统利用往复泵注入。如调剖调驱、微生物驱、二氧化碳驱等各类化学剂驱注入作业。在低进高出注入作业工况下，如果使用往复式增压泵，则高压介质通过平衡管线存在于平衡腔内，液力作用于往复泵大小头柱塞，会造成动力端及柱塞密封等组件的磨损加剧，能耗增加，泵效降低，最终导致无法运行。目前有大量的往复增压泵在油田施工应用，其中施工中高进高出增注与低进高出注入作业工况转换频繁。当往复增压泵在低进高出注入作业时，通常做法是拆除往复增压泵更换为往复泵，造成施工工期延长和大量的人力物力损耗。

因此，如何提供一种能够兼顾注液和增压两用，适用于油田高进高出增注与低进高出注入作业工况转换频繁的场合的往复增压泵是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种油田用往复增压泵，能够兼顾注液和增压两用，适用于油田高进高出增注与低进高出注入作业工况转换频繁的场合。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种油田用往复增压泵，包括泵体、大小头柱塞、密封函体和压力平衡管；所述泵体内部具有出口腔b和增压腔，所述密封函体密封连接所述泵体侧壁；所述大小头柱塞轴向滑动连接在所述密封函体内，所述大小头柱塞具有大直径段和小直径段且连接处成型有台阶面c，其大直径段贯穿所述泵体侧壁连通所述增压腔；所述密封函体内部可拆卸安装有第一密封组件和第二密封组件；所述第一密封组件与所述小直径段外壁滑动密封连接；所述第二密封组件与所述大直径段外壁滑动密封连接；所述密封函体内壁、所述大小头柱塞的台阶面c和小直径段限定出一平衡腔a；所述压力平衡管的两端分别连通所述平衡腔a和所述出口腔b；所述压力平衡管管道安装有平衡转换阀；所述平衡转换阀可封堵所述压力平衡管，且所述平衡腔a可与外界大气连通。

本实用新型的有益效果是：大小头柱塞大直径段连通至增压腔，大小头柱塞在密封函体内往复滑动改变增压腔的容积，将增压腔内的流入介质增压后流通至出口腔b完成增压作业；当进行高进高出增注作业时，平衡转换阀为开启状态，平衡腔a和出口腔b通过压力平衡管连通压力保持一致，出口腔b的高压流出介质流通至平衡腔a内对台阶面c形成压力，此压力能够平衡增压腔内高压流入介质对大小头柱塞大直径段的压力，从而通过两部分压力平衡减小大小头柱塞的磨损；当进行低压高出作业时，平衡转换阀为锁止状态，且将第一密封组件拆卸下来，平衡腔a连通外界大气，此时相当于往复泵，进而与增压腔内低压流入介质对大小头柱塞大直径段的压力形成相对平衡，减小大小头柱塞的磨损，减小能耗提高泵效；从而通过平衡转换阀开启或锁止高压介质从平衡腔a流通至出口腔b以及第一密封组件的拆装，实现往复增压泵与往复泵两者功能的转换，兼顾注液和增压两用，适用于油田高进高出增注与低进高出注入作业工况转换频繁的场合。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，还包括大头密封调节螺母和小头密封调节螺母；所述密封函体包括小头密封函体和大头密封函体；所述大头密封函体一端与所述泵体侧壁密封连接，所述大头密封函体内自靠近所述泵体的一端向远离所述泵体的一端依次套设有所述第二密封组件、所述小头密封函体并与所述大头密封调节螺母螺纹连接拧紧限位；所述小头密封函体内壁沿径向凸出成型有环形卡块，且其远离所述泵体的一端与所述小头密封调节螺母螺纹连接；所述环形卡块与所述大小头柱塞小直径段间隙设置，所述第一密封组件套设于所述小头密封函体内且其两端分别与所述环形卡块和所述小头密封调节螺母抵接限位；所述大小头柱塞的台阶面c和小直径段、所述小头密封函体内壁及环形卡块限定出所述平衡腔a。

采用上述进一步方案的有益效果是：大头调节螺母将小头密封函体和第二密封组件限位安装在大头密封函体内，小头密封函体和大头密封函体可拆卸连接便于实现大小头柱塞的安装；小头密封函体内壁与大小头柱塞大直径段间隙设置，小头密封函体一端抵接第二密封组件；在高进高出作业时，平衡腔a分别通过第一密封组件和第二密封组件密封并与出口腔b连通；在低进高出作业时，依次拆除小头密封调节螺母和第一密封组件后，平衡腔a通过环形卡块与大小头柱塞小直径段的间隙与外界大气连通。

进一步，所述大头密封函体和小头密封函体的侧壁沿径向对应开设有贯穿的第一通道，所述第一通道两端分别连通所述压力平衡管一端和所述平衡腔a；所述泵体侧壁沿径向开设有贯穿其的第二通道，所述第二通道两端分别连通所述压力平衡管另一端和所述出口腔b。

采用上述进一步方案的有益效果是：第一通道沿径向依次贯穿大头密封函体和小头密封函体的侧壁，第一通道和第二通道与压力平衡管两端密封连通。

进一步，所述大头密封函体内壁和所述小头密封函体外壁限定出一中间腔体，所述第一通道依次贯穿所述大头密封函体侧壁、所述中间腔体和所述小头密封函体侧壁。

采用上述进一步方案的有益效果是：中间腔体在高压流出介质流通到平衡腔a时起到缓冲作用。

进一步，所述压力平衡管呈L形，所述平衡转换阀安装于所述压力平衡管靠近所述泵体的一端。

采用上述进一步方案的有益效果是：平衡转换阀在锁止状态，高压流出介质不进入压力平衡管内，便于实现密封。

进一步，所述平衡转换阀包括锁止装置，所述锁止装置可封堵所述压力平衡管。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过锁止装置实现平衡转换阀的开启或锁止，实现压力平衡管的连通或封堵。

进一步，所述泵体内部成型有增压通道，所述增压通道内依次设置有进口腔、第一单向阀、第二单向阀和所述出口腔b；所述第一单向阀和所述第二单向阀之间为所述增压腔。

采用上述进一步方案的有益效果是：大小头柱塞向左侧滑动，增压腔容积变大，流入介质经过第一单向阀流入至增压腔内；大小头柱塞向右侧滑动，增压腔容积变小对流入介质增压，流入介质增压后经第二单向阀和出口腔排出完成增注或注入作业。

进一步，所述第一密封组件和所述第二密封组件均包括多个沿轴向串联布置的密封件。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过多个密封件实现密封函体与大小头柱塞大直径段和小直径段的滑动密封连接，保证密封效果。

进一步，所述大小头柱塞小直径段远离所述泵体的一端与曲柄连杆机构传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过曲柄连杆机构带动大小头柱塞实现往复运动。

经由上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型油田用往复增压泵在进行高进高出的增注作业时，调节锁止装置使平衡转换阀为打开状态，此时平衡腔a与出口腔b通过压力平衡管连通，曲柄连杆机构带动大小头柱塞向左侧滑动，增压腔容积变大，高压流入介质自进口腔经第一单向阀进入增压腔内，当大小头柱塞向右侧滑动时，增压腔容积变小并对高压流入介质增压后经第二单向阀从出口腔b排出，在大小头柱塞往复运动的过程中，高压流出介质自出口腔b流通至平衡腔a内并作用于台阶面c形成压力，此压力与高压流入介质对大小头柱塞大直径段端面d的压力相平衡；

当需要进行低进高出的注入作业时，调节锁止装置封堵压力平衡管，且依次拆除小头密封调节螺母和第一密封组件，平衡腔a通过环形卡块与大小头柱塞小直径段的间隙与外界大气连通，低压介质经增压后从出口腔b排出，此时平衡腔a内随着大小头柱塞的往复运动进行吸气和排气，并与低压介质对大小头柱塞的压力形成相对平衡；

从而本实用新型的油田用往复增压泵解决了吸入压力低无法运行的弊端；能够兼顾注入和增注两用，适用于油田高进高出增注与低进高出注入作业工况转换频繁的场合。

附图说明

图1为本实用新型油田用往复增压泵的剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-大小头柱塞；2-小头密封函件；3-小头密封调节螺母；4-第一密封组件；5-大头密封函件；6-大头密封调节螺母；7-第二密封组件；8-压力平衡管；9-平衡转换阀；10-锁止装置；11-泵体。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种油田用往复增压泵，包括泵体11、大小头柱塞1、密封函体和压力平衡管8；泵体11内部具有出口腔b和增压腔，密封函体密封连接泵体11侧壁；大小头柱塞1轴向滑动连接在密封函体内，大小头柱塞1具有大直径段和小直径段且连接处成型有台阶面c，其大直径段贯穿泵体11侧壁连通增压腔；密封函体内部可拆卸安装有第一密封组件4和第二密封组件7；第一密封组件4与小直径段外壁滑动密封连接；第二密封组件7与大直径段外壁滑动密封连接；密封函体内壁、大小头柱塞1的台阶面c和小直径段限定出一平衡腔a；压力平衡管8的两端分别连通平衡腔a和出口腔b；压力平衡管8管道安装有平衡转换阀9；平衡转换阀9可封堵压力平衡管8，且平衡腔a可与外界大气连通。拆卸第一密封组件4且平衡腔a连通外界大气；大小头柱塞1大直径段大于小直径段的直径尺寸且两者的连接处形成沿径向的台阶面c。

为了进一步优化上述技术方案，还包括大头密封调节螺母6和小头密封调节螺母3；密封函体包括小头密封函体2和大头密封函体5；大头密封函体5一端与泵体11侧壁密封连接，大头密封函体5内自靠近泵体11的一端向远离泵体11的一端依次套设有第二密封组件7和小头密封函体2并与大头密封调节螺母6螺纹连接拧紧限位；小头密封函体2内壁沿径向凸出成型有环形卡块，且其远离泵体11的一端与小头密封调节螺母3螺纹连接；环形卡块与大小头柱塞1小直径段间隙设置，第一密封组件4套设于小头密封函体2内且其两端分别与环形卡块和小头密封调节螺母3抵接限位；大小头柱塞1的台阶面c和小直径段、小头密封函体2内壁及环形卡块限定出平衡腔a。第二密封组件7一端与泵体11侧壁抵接，小头密封函件2两端分别抵接第二密封组件7和大头密封调节螺母6内侧端，大头密封调节螺母6与大头密封函件5远离泵体11的一端螺纹连接。

为了进一步优化上述技术方案，大头密封函体5和小头密封函体2的侧壁沿径向对应开设有贯穿的第一通道，第一通道两端分别连通压力平衡管8一端和平衡腔a；泵体11侧壁沿径向开设有贯穿其的第二通道，第二通道两端分别连通压力平衡管8另一端和出口腔b。

为了进一步优化上述技术方案，大头密封函体5内壁和小头密封函体2外壁限定出一中间腔体，第一通道依次贯穿大头密封函体5侧壁、中间腔体和小头密封函体2侧壁。即第一通道依次贯穿大头密封函体5侧壁、连通中间腔体且贯穿小头密封函体2侧壁。

为了进一步优化上述技术方案，压力平衡管8呈L形，平衡转换阀9安装于压力平衡管8靠近泵体11的一端。

为了进一步优化上述技术方案，平衡转换阀9包括锁止装置10，锁止装置10可封堵压力平衡管8。

为了进一步优化上述技术方案，泵体11内部成型有增压通道，增压通道内依次设置有进口腔、第一单向阀、第二单向阀和出口腔b；第一单向阀和第二单向阀之间为增压腔。

为了进一步优化上述技术方案，第一密封组件4和第二密封组件7均包括多个沿轴向串联布置的密封件。多个密封件之间相互贴合布置。

为了进一步优化上述技术方案，大小头柱塞1小直径段远离泵体11的一端与曲柄连杆机构传动连接。

本实用新型油田用往复增压泵在使用时，当用于高压流入介质增注作业时，平衡转换阀9为开启状态，此时压力平衡管8两端分别连通平衡腔a与出口腔b；曲柄连杆机构带动大小头柱塞1向左侧滑动，增压腔容积变大，高压流入介质自泵体11的进口腔进入并经第一单向阀流入至增压腔内；曲柄连杆机构带动大小头柱塞1向右侧滑动，增压腔容积变小并对高压流入介质增压后经第二单向阀从出口腔b排出完成增注作业；在大小头柱塞1往复运动过程中，出口腔b内的高压流出介质流通至平衡腔a并作用于大小头柱塞1的台阶面c形成压力，此压力与高压流入介质对大小头柱塞1的大直径段端面d形成的压力相平衡；减轻大小头柱塞1的磨损和能耗。

当用于低压流入介质注入作业时，平衡转换阀9为锁止状态，锁止装置10封堵压力平衡管8，且依次拆卸小头密封调节螺母3和第一密封组件4，平衡腔a通过小头密封函件2内壁环形卡块与大小头柱塞1小直径段外壁的间隙连通外界大气；曲柄连杆机构带动大小头柱塞1向左侧滑动，增压腔容积变大，低压流入介质自泵体11的进口腔进入并经第一单向阀流入至增压腔内；曲柄连杆机构带动大小头柱塞1向右侧滑动，增压腔容积变小并对低压流入介质增压后经第二单向阀从出口腔b排出完成注入作业；平衡腔a内随着大小头柱塞1往复运动过程中进行吸气和排气，并与低压介质对大小头柱塞1的大直径段端面d形成压力相对平衡，减轻大小头柱塞1的磨损和能耗。

本实用新型油田用往复增压泵不局限于在已使用的往复增压泵中改造后应用，在往复增压泵制造产品中应用同样会大有前景。

以上所述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 (9)

1.一种油田用往复增压泵，其特征在于，包括泵体(11)、大小头柱塞(1)、密封函体和压力平衡管(8)；

所述泵体(11)内部具有出口腔b和增压腔,所述密封函体密封连接所述泵体(11)侧壁；所述大小头柱塞(1)轴向滑动连接在所述密封函体内，所述大小头柱塞(1)具有大直径段和小直径段且连接处成型有台阶面c，其大直径段贯穿所述泵体(11)侧壁连通所述增压腔；

所述密封函体内部可拆卸安装有第一密封组件(4)和第二密封组件(7)；所述第一密封组件(4)与所述小直径段外壁滑动密封连接；所述第二密封组件(7)与所述大直径段外壁滑动密封连接；所述密封函体内壁、所述大小头柱塞(1)的台阶面c和小直径段限定出一平衡腔a；

所述压力平衡管(8)的两端分别连通所述平衡腔a和所述出口腔b；所述压力平衡管(8)管道安装有平衡转换阀(9)；

所述平衡转换阀(9)可封堵所述压力平衡管(8)，且所述平衡腔a可与外界大气连通。

2.根据权利要求1所述一种油田用往复增压泵，其特征在于，还包括大头密封调节螺母(6)和小头密封调节螺母(3)；所述密封函体包括小头密封函体(2)和大头密封函体(5)；

所述大头密封函体(5)一端与所述泵体(11)侧壁密封连接，所述大头密封函体(5)内自靠近所述泵体(11)的一端向远离所述泵体(11)的一端依次套设有所述第二密封组件(7)和所述小头密封函体(2)并与所述大头密封调节螺母(6)螺纹连接拧紧限位；

所述小头密封函体(2)内壁沿径向凸出成型有环形卡块，且其远离所述泵体(11)的一端与所述小头密封调节螺母(3)螺纹连接；所述环形卡块与所述大小头柱塞(1)小直径段间隙设置，所述第一密封组件(4)套设于所述小头密封函体(2)内且其两端分别与所述环形卡块和所述小头密封调节螺母(3)抵接限位；

所述大小头柱塞(1)的台阶面c和小直径段、所述小头密封函体(2)内壁及环形卡块限定出所述平衡腔a。

3.根据权利要求2所述一种油田用往复增压泵，其特征在于，所述大头密封函体(5)和小头密封函体(2)的侧壁沿径向对应开设有贯穿的第一通道，所述第一通道两端分别连通所述压力平衡管(8)一端和所述平衡腔a；

所述泵体(11)侧壁沿径向开设有贯穿其的第二通道，所述第二通道两端分别连通所述压力平衡管(8)另一端和所述出口腔b。

4.根据权利要求3所述一种油田用往复增压泵，其特征在于，所述大头密封函体(5)内壁和所述小头密封函体(2)外壁限定出一中间腔体，所述第一通道依次贯穿所述大头密封函体(5)侧壁、所述中间腔体和所述小头密封函体(2)侧壁。

5.根据权利要求1所述一种油田用往复增压泵，其特征在于，所述压力平衡管(8)呈L形，所述平衡转换阀(9)安装于所述压力平衡管(8)靠近所述泵体(11)的一端。

6.根据权利要求5所述一种油田用往复增压泵，其特征在于，所述平衡转换阀(9)包括锁止装置(10)，所述锁止装置(10)可封堵所述压力平衡管(8)。

7.根据权利要求1所述一种油田用往复增压泵，其特征在于，所述泵体(11)内部成型有增压通道，所述增压通道内依次设置有进口腔、第一单向阀、第二单向阀和所述出口腔b；所述第一单向阀和所述第二单向阀之间为所述增压腔。

8.根据权利要求1所述一种油田用往复增压泵，其特征在于，所述第一密封组件(4)和所述第二密封组件(7)均包括多个沿轴向串联布置的密封件。

9.根据权利要求1至8任一项所述一种油田用往复增压泵，其特征在于，所述大小头柱塞(1)小直径段远离所述泵体(11)的一端与曲柄连杆机构传动连接。

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