CN218816921U - 多相泵及导向装置 - Google Patents

Abstract

本专利涉及一种多相泵及导向装置，导向机构包括滚轮和轨道，所述轨道沿着大致沿着与活塞运动方向平行的直线延伸；所述滚轮滚动设置于所述轨道上，分别与所述驱动机构和所述活塞相连，以导向所述活塞进行直线往复运动。通过曲柄连杆结构驱动活塞泵，减小了能量转换过程的能量损失，并且通过导向机构导向活塞的运动从而在提高了能量传递效率的同时提高了可靠性。

Description

多相泵及导向装置

技术领域

本申请属于采油设备技术领域，具体而言涉及一种多相泵及导向装置。

背景技术

石油是主要的能源之一，但随着石油资源的日益消耗，不得不在更多以前难以开采的条件下开采石油，因此采油的地质环境也越来越复杂，由此对采油设备也提出了不同的性能要求。

在石油开采中，多相泵通常是一个必要设备，其主要用来将采油设备抽上的油或油气水混合物进行二次加压，以便集中输送。

现有技术中的多相泵根据工作原理主要可以分为两类，即，螺杆泵和活塞泵。其中，螺杆泵因虽然制造成本低，但是由于其排量小、可靠性低等缺点并未能广泛使用；而活塞泵因其制造简单、成本低、使用而较为普遍地在现有技术中采用。

活塞泵工作时主要采用活塞进行直线往复运动，这种运动需要驱动系统的带动才能实现，现有技术中主要采用液压系统作为驱动系统来实现活塞泵的动力供给，即电机-液压泵-控制管路-液压缸直线运动-活塞泵直线运动的传动方式，这种传动方式中，存在介质能量的二次转换，其能量利用率较低。

发明内容

本专利正是基于现有技术的上述环境而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种多相泵，以提高多相泵的能量利用效率。

为了解决上述技术问题，本专利提供的技术方案包括：

一种多相泵，包括活塞和活塞缸，其特征在于，还包括，

动力源，为所述多相泵提供动力；驱动机构，包括曲柄，曲柄与动力源连接于在动力源驱动下旋转，以及连杆，连杆与曲柄转动连接，在曲柄驱动下运动；导向机构，包括滚轮和轨道，所述轨道沿着大致沿着与活塞运动方向平行的直线延伸；所述滚轮滚动设置于所述轨道上，分别与所述驱动机构和所述活塞相连，以导向所述活塞进行直线往复运动。

通过曲柄连杆结构驱动活塞泵，减小了能量转换过程的能量损失，并且通过导向机构导向活塞的运动从而在提高了能量传递效率的同时提高了可靠性。

优选地，所述多相泵还包括减速机，所述减速机的输入端与所述动力源相连，输出端与所述驱动机构的曲柄相连。通过减速机构使得所述活塞运动保持在较为合适的频率，并且具有较高的驱动力。

优选地，所述导向机构包括横梁，所述横梁与所述滚轮固定连接，所述活塞与所述横梁相连。通过设置横梁可以便于将所述活塞与导向机构连接。

优选地，所述轨道包括，至少两根互相平行且间隔设置的导向杆，所述滚轮具有至少两套，分别设置在两根导向杆上。通过设置两套滚轮和导向杆可以提高导向的稳定性。

优选地，每一套所述滚轮包括第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，所述第一滚轮设置在所述第一滚轮和第二滚轮分别设置在所述导向杆的上方和下方，每一套滚轮中的所述第三滚轮均设置在所述导向杆的内侧或均设置在所述导向杆的外侧。通过三个滚轮的位置设置，以及与衡量配合限制所述横梁相对于所述导向杆的上下方向、左右方向、旋转方向的运动，而只能允许所述沿着所述导向杆延伸的方向运动，从而保持所述导向运动的稳定性，并且三个方向均使用滚轮限制运动，从减小了磨损减小了能量损失，并且不需要使用润滑轴承降低了润滑油泄露污染的风险。

优选地，所述导向杆固定设置。

优选地，所述导向杆包括方形杆或圆形杆。

优选地，两套滚轮分别固定设置在所述横梁两端的底部。

优选地，每套滚轮包括第一板和第二板，所述第一板和第二板沿着所述导向杆延伸的方向间隔设置，所述第一板上设置有一组滚轮，所述第二板上设置有另一组滚轮，所述横梁固定设置在所述第一板和第二板之间。这样在横梁前后两侧均设置有导向轮组进一步提高了横梁运动的稳定性。

优选地，在所述第一板和第二板之间连接有连接板与所述第一板和第二板固定连接；所述连接板与所述第一板和第二板之间形成纵向凹槽，所述横梁固定在所述纵向凹槽中。通过这种结构可以将横梁稳定地固定在所述导向轮组上，提高了受力情况下连接的稳性。

优选地，所述第一板和第二板朝向所述导向杆的一侧设置有缺口，所述导向杆至少部分地穿过所述缺口设置。这样减小了导向机构的体积，同时提高了导向轮和导向杆配合的稳定性。

以及

一种导向装置，用于具有活塞结构的多相泵，其特征在于，包括：轨道，所述轨道沿着大致沿着与活塞运动方向平行的直线延伸，包括至少两根互相平行且间隔设置的导向杆；滚轮，所述滚轮滚动设置于所述轨道上，以导向所述活塞进行直线往复运动；横梁，架设在所述轨道上，以备导向所述活塞的往复运动。通过曲柄连杆结构驱动活塞泵，减小了能量转换过程的能量损失，并且通过导向机构导向活塞的运动从而在提高了能量传递效率的同时提高了可靠性。

优选地，所述滚轮具有至少两套，分别设置在两根导向杆上；每一套所述滚轮包括第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，所述第一滚轮设置在所述第一滚轮和第二滚轮分别设置在所述导向杆的上方和下方，每一套滚轮中的所述第三滚轮均设置在所述导向杆的内侧或均设置在所述导向杆的外侧；两套滚轮分别固定设置在所述横梁两端的底部。通过三个滚轮的位置设置，以及与衡量配合限制所述横梁相对于所述导向杆的上下方向、左右方向、旋转方向的运动，而只能允许所述沿着所述导向杆延伸的方向运动，从而保持所述导向运动的稳定性，并且三个方向均使用滚轮限制运动，从减小了磨损减小了能量损失，并且不需要使用润滑轴承降低了润滑油泄露污染的风险。

优选地，每套滚轮包括第一板和第二板，所述第一板和第二板沿着所述导向杆延伸的方向间隔设置，所述第一板上设置有一组滚轮，所述第二板上设置有另一组滚轮，所述横梁固定设置在所述第一板和第二板之间。这样在横梁前后两侧均设置有导向轮组进一步提高了横梁运动的稳定性。

优选地，在所述第一板和第二板之间连接有连接板与所述第一板和第二板固定连接；所述连接板与所述第一板和第二板之间形成纵向凹槽，所述横梁固定在所述纵向凹槽中。通过这种结构可以将横梁稳定地固定在所述导向轮组上，提高了受力情况下连接的稳性。

优选地，所述第一板和第二板朝向所述导向杆的一侧设置有缺口，所述导向杆至少部分地穿过所述缺口设置。这样减小了导向机构的体积，同时提高了导向轮和导向杆配合的稳定性。

本专利通过曲柄连杆结构驱动活塞泵，减小了能量转换过程的能量损失，并且通过导向机构导向活塞的运动从而在提高了能量传递效率的同时提高了可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本专利具体实施方式中的多相泵的结构示意图；

图2是本专利具体实施方式中的导向机构的结构示意图；

图3是本专利具体实施方式中的横梁和导向轮组的组装示意图；

图4是本专利具体实施方式中的导向轮组的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本专利实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

为便于对本申请实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本申请实施例的限定。

本是实施例涉及一种多相泵1，在本实施例中，所述多相泵通常是用于采油，即采集石油，的作业当中。一般而言，较为典型的场所包括，将混合有水、石油等混合物的物质从一个位置泵送到另外一个位置的环境下使用。由于可以泵送多种形态的物质，即多相，因此称为多相泵。

在本实施例中，所述多相泵采用活塞泵，即通过活塞运动来泵送物质。所述活塞运动的实现机构包括活塞杆2和活塞缸3，所述活塞杆的一端伸入到活塞缸内并在活塞缸内往复运动，从而推动活塞缸内的多相物质实现输送。

在现有技术中，所述往复活塞运动的动力来源一般而言采用液压系统。即，通过电机驱动液压泵，液压泵通过控制管路与液压缸相连，控制液压缸内的液体的体积和压强，液体驱动所述活塞杆从而进行往复的直线运动。

但是电机驱动液压泵的再通过液压泵再来驱动液压缸这种动力传递方式下，电机首先需要将动力传递给液压泵，液压泵提供的泵送动力再驱动液压缸的往复运动。这样就存在从机械能转换为液体的势能以及将液体势能再转换为机械能的能量形式的转换。能量形式的转换中存在能量转换效率的问题，能量转换的次数越多，能量损失越大。因此现有技术中的上述多相泵的能量利用率整体并不高。

在本实施例中，如图1所示，所述多相泵的驱动装置包括：动力源4，所述动力源为所述多相泵的驱动装置提供能量，在本具体实施方式中所述动力源可以是电机也可以是发动机等能够提供动力的设备。除此之外，所述动力源还可以包括减速机5等动力输出设备。

在本具体实施方式中，所述动力源与传动机构相连，所述传动机构包括曲柄6和连杆7，即曲柄连杆机构，所述曲柄6的一端与所述动力源相连，以此端为中心在所述动力源的驱动下做圆周运动，所述曲柄6的另一端与连杆7转动连接，当所述曲柄做圆周运动时，所述连杆在所述曲柄的驱动下运动，由于所述连杆和所述曲柄之间的连接是转动的，因此所述连杆的运动在此情况下是可以被导向的。

所述连杆一端连接在所述曲柄上，另一端则连接有导向机构，所述导向机构与所述活塞杆2相连，从而在所述连杆的驱动以及所述导向机构的导向下带动所述所述活塞杆进行往复运动。

曲柄连杆型多相泵将减速机的旋转运动转化为活塞杆的直线往复运动，活塞杆的往复运动与缸体实现容积变化，从而实现抽吸-排出功能。在此过程中，电机输出的机械能通过机械传动带动所述活塞杆往复运动，仅仅涉及到机械能形式的能量的传递，而不同于液压系统中从电机的输出的机械能传递至液压泵然后转换能量形式变成液压势能，液压装置驱动活塞运动时又需要将液压势能转换为机械能，经过两次的能量形式的转化，导致能量形式转化过程中的损失。因而本具体实施方式中这种驱动方式可以节约能量。

在本实施例中，作为机械动力传递的一种优选的方案，所述电机还可以通过减速机5与所述曲柄相连，电机将动力输送至减速机，通过减速机的调节输出驱动所述曲柄连杆机构的曲柄，这样使得所述活塞运动保持在合适的频率，并且具有合适的驱动力。

在本实施例的上述动力传递中，导向机构对于控制活塞杆运动的方向具有重要的作用，由于曲柄连杆机构不同于现有技术中的液压驱动的方式，其连杆的输出端的运动需要在导向机构的导向下才能够实现直线的运动。而且在活塞杆往复运动过程中导向机构的元件之间容易磨损造成能量的损失以及导向方向的不精确。

本具体实施方式中，导向结构的结构如图2所示。其包括横梁、导向杆和导向轮组。

如图2所示，所述轨道优选包括两根相互平行的导向杆8，这样可以在两个位置导向从而提高稳定性。

在本实施例中，所述导向杆可以为基本光滑的杆，固定在一固定的表面上。虽然所在附图中显示所述导向杆是方形的杆，但是实际使用中，所述导向杆也可以是圆形或者其他形状，只要能够形成沿着活塞运动方向延伸的预定轨道即可。

在本实施例中，所述轨道上方设置有横梁9，所述横梁与所述轨道通过导向轮10组相连，借由所述导向轮组与所述轨道的滚动配合导向所述横梁沿着所述轨道往复运动的运动方向。所述横梁与活塞杆相连，这样就可以导向所述活塞杆的往复运动。

所述横梁与活塞杆之间的连接方式可以是固定连接也可以是转动等活动连接，只要能够顺畅地将所述横梁的直线运动传递至所述活塞杆即可。

在这种结构下横梁的直线运动通过导向杆、导向轮组的导向实现，通过导向轮组将横梁与导向杆之间的相对滑动转化为滚动，并采用免润滑轴承，这样大大提高使用寿命，并避免滑动润滑泄露产生的污染。

进一步优选地，在本实施例中，每一套所述导向轮组包括至少二组导向轮组，分别与优选的两根导向杆配合。两套所述导向轮组的结构对称设置。以其中一个导向轮组为例，如图3、4所示。

其包括连接部，第一导向轮、第二导向轮和第三导向轮，当然如果有必要在本具体实施方式中除了上述导向轮之外还可以设置更多的导向轮，或者其他的导向结构。

在本实施例的优选方案中，所述导向轮在围绕所述导向杆周围的至少三个方向上设置，所述导向轮在所述导向杆上滚动从而允许所述横梁在所述导向杆的长度方向上直线运动，但是由于在导向杆周围至少三个方向上设置有轮，因此所述横梁在导向轮的限制下不能进行相对于所述导向杆做上下或左右的运动。这样就形成了稳定的导向。

除此之外，在本实施例中所述导向杆有两根所述导向轮组上的导向轮，即第一导向轮、第二导向轮和第三导向轮分别如下设置，第一导向轮设置在所述导向杆的上方，第二导向轮设置在所述导向杆的下方，第三导向轮设在所述导向杆的内侧，两套导向轮采用对称的方式设置，这样，由于第一、第二导向轮的限制作用则沿着所述导向杆上下方向的运动被限制，两套导向轮组的第三导向轮与所述导向杆之间的定位关系而将所述横梁沿着所述导向杆左右方向的运动限制。同时这种结构下，所述导向轮组绕所述导向杆转动的运动也被限制，只释放了所述导向轮沿着所述导向杆延伸方向的运动。由此可以将所述连杆传递的驱动力可靠地导向至沿着导向杆延伸方向的往复运动。在三个导向轮的作用下，所有的导向均是滚动运动，有利于减小磨损提高寿命并减小污染。

进一步地，每一套导向轮的结构如图4所示，其包括第一板和第二板，所述第一板和第二板沿着所述导向杆延伸的方向间隔设置，在所述第一板和第二板之间连接有连接板。这样横梁的两侧均设置有两套滚轮，从而具有至少四组滚轮。每组滚轮均包括第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，三个滚轮的设置位置与上文描述的相同。

所述第一板上设置有一组滚轮，所述第二板上设置有与第一组滚朝向相同的滚轮，所述横梁固定设置在所述第一板和第二板之间，优选地固定在所述连接板上，这样在横梁的一端沿着所述导向杆延伸的方向两侧都设置有一组滚轮，从而进一步提高稳定性，此外由于板的设置，便于横梁的连接。

更进一步地，所述连接板与所述第一板和第二板之间形成纵向凹槽，所述横梁固定在所述纵向凹槽中，这样提高了所述横梁固定的稳固程度。

更进一步地，所述第一板和第二板朝向所述导向杆的一侧设置有缺口，所述导向杆至少部分地穿过所述缺口设置，这样提高了导向杆和所述导向轮之间配合的稳定性。

导向轮组如图所示在三个方向都有支撑轮与方型导向杆三个面接触，两组轮组对称布置在横梁上，如此就只释放横梁沿导向杆方向一个自由度，从而实现直线导向作用。

以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种多相泵，包括活塞和活塞缸，其特征在于，还包括，

动力源，为所述多相泵提供动力；

驱动机构，包括曲柄，曲柄与动力源连接于在动力源驱动下旋转，以及连杆，连杆与曲柄转动连接，在曲柄驱动下运动；

导向机构，包括滚轮和轨道，所述轨道沿着大致沿着与活塞运动方向平行的直线延伸；所述滚轮滚动设置于所述轨道上，分别与所述驱动机构和所述活塞相连，以导向所述活塞进行直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种多相泵，其特征在于，所述多相泵还包括减速机，所述减速机的输入端与所述动力源相连，输出端与所述驱动机构的曲柄相连。

3.根据权利要求1所述的一种多相泵，其特征在于，所述导向机构包括横梁，所述横梁与所述滚轮固定连接，所述活塞与所述横梁相连。

4.根据权利要求3所述的一种多相泵，其特征在于，所述轨道包括，至少两根互相平行且间隔设置的导向杆，所述滚轮具有至少两套，分别设置在两根导向杆上与之配合。

5.根据权利要求4所述的一种多相泵，其特征在于，每一套所述滚轮包括第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，所述第一滚轮设置在所述第一滚轮和第二滚轮分别设置在所述导向杆的上方和下方，每一组滚轮中的所述第三滚轮均设置在所述导向杆的内侧或均设置在所述导向杆的外侧。

6.根据权利要求5所述的一种多相泵，其特征在于，所述导向杆固定设置。

7.根据权利要求6所述的一种多相泵，其特征在于，所述导向杆包括方形杆或圆形杆。

8.根据权利要求5所述的一种多相泵，其特征在于，两套滚轮分别固定设置在所述横梁两端的底部。

9.根据权利要求5所述的一种多相泵，其特征在于，每套滚轮包括第一板和第二板，所述第一板和第二板沿着所述导向杆延伸的方向间隔设置，所述第一板上设置有一组滚轮，所述第二板上设置有另一组滚轮，所述横梁固定设置在所述第一板和第二板之间。

10.根据权利要求9所述的一种多相泵，其特征在于，在所述第一板和第二板之间连接有连接板与所述第一板和第二板固定连接；所述连接板与所述第一板和第二板之间形成纵向凹槽，所述横梁固定在所述纵向凹槽中。

11.根据权利要求10所述的一种多相泵，其特征在于，所述第一板和第二板朝向所述导向杆的一侧设置有缺口，所述导向杆至少部分地穿过所述缺口设置。

12.根据权利要求11所述的一种多相泵，其特征在于，每套滚轮组中的每组滚轮均包括第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，第一滚轮和第二滚轮分别设置在所述导向杆的上方和下方，第三滚轮设置在所述导向杆的内侧或均设置在所述导向杆的外侧。

13.一种导向装置，用于具有活塞结构的多相泵，其特征在于，包括：

轨道，所述轨道沿着大致沿着与活塞运动方向平行的直线延伸，包括至少两根互相平行且间隔设置的导向杆；

滚轮，所述滚轮滚动设置于所述轨道上，以导向所述活塞进行直线往复运动；

横梁，架设在所述轨道上，以备导向所述活塞的往复运动。

14.根据权利要求13所述的一种导向装置，其特征在于，

所述滚轮具有至少两套，分别设置在两根导向杆上；

每一套所述滚轮包括第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，所述第一滚轮设置在所述第一滚轮和第二滚轮分别设置在所述导向杆的上方和下方，每一套滚轮中的所述第三滚轮均设置在所述导向杆的内侧或均设置在所述导向杆的外侧；

两套滚轮分别固定设置在所述横梁两端的底部。

15.根据权利要求14所述的一种导向装置，其特征在于，每套滚轮包括第一板和第二板，所述第一板和第二板沿着所述导向杆延伸的方向间隔设置，所述第一板上设置有一组滚轮，所述第二板上设置有另一组滚轮，所述横梁固定设置在所述第一板和第二板之间。

16.根据权利要求15所述的一种导向装置，其特征在于，在所述第一板和第二板之间连接有连接板与所述第一板和第二板固定连接；所述连接板与所述第一板和第二板之间形成纵向凹槽，所述横梁固定在所述纵向凹槽中。

17.根据权利要求16所述的一种导向装置，其特征在于，所述第一板和第二板朝向所述导向杆的一侧设置有缺口，所述导向杆至少部分地穿过所述缺口设置。

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