JPS62298669A

JPS62298669A - ポンプ装置

Info

Publication number: JPS62298669A
Application number: JP62144226A
Authority: JP
Inventors: ベングト　オデ
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1987-12-25
Also published as: EP0249175A2; EP0249175A3; SE8602651D0; SE8602651L; BR8703001A; US4752192A; NO872460L; NO872460D0; NL8702528A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】６、発明の詳細な説明イ、技術分野本発明は、ガス、液体及び微細固体物質の可変相互混合
比による混合物からなる多相流れを汲み出すためのポン
プ装置に関する。このポンプ装置は、回転ドラムの円筒
空間内にあるポンプピストンに結合された駆動ピストン
を動かす加圧駆動流体で流体駆動される。

口、背景技術例えば、米国特許第３９９９８９５号（ベート・アルフ
レッド・ボイル）から、流体駆動ポンプ装置は既知であ
シ、それではロータに数個の軸方向円筒空間が同心に配
置され、且つポンプピストンに各々結合された駆動ピス
トンを含んでいる。

このポンプ装置の一端に、駆動流体が供給及び吐出され
、セして他端でポンプ流れが供給及び吐出される。ロー
タに数個の円錐形に配置された円筒空間を含み、各円筒
空間内で、駆動ピストンがポンプピストンに結合されて
いる、他の技術的解決も米国特許第４５００２６１号（
オーデ、テールンブロム）から既知である。このモータ
が回転駆動されるとき、流体圧は、流れを汲み出すため
に、ポンプピストンに結合された駆動ピストンを動かす
。

ハ０発明の開示ガス、液体及び微細固体物質の可変相互混合比による混
合物からなる多相流れを汲み出すときに、効果を維持し
て浸蝕及びキャビテーションを消すことができるように
するため、ゆつくシと回転し、可動部品の少ない新しい
タイプのポンプ装置が作られている。このポンプ装置は
、主として閉じた回転ドラムから成）、それはポンプハ
ウジングの中に軸受され且つ封止された方法で取シ囲ま
れている。このハウジングの端壁は、駆動流体及びポン
プ流れの供給及び吐出のためのデート孔が設けられてい
る。このドラムは、各々ポンプピストンに結合された駆
動ピストンを備えた多数の円筒を備える。

このポンプ装置は、例えば海底の掘削孔からの油井流を
汲み出すだめの水中ポンプとして使うことを考えてもよ
い。そこで、この水中ポンプを掘削孔に近接して海底に
置き、そうすれば次の作業のために油井流を海岸へ直接
汲みあげることができる。周囲が封止されたボンプノ・
ウジングのため、このボンデは外部腐蝕環境に比較的鈍
感であろう。

含まれる可動部品は少なく、且つそれらは比較的低速で
動き、液体で囲まれている。これは全て内部摩耗を最少
にするのに貢献する。

このポンプ装置の設計及び機能は、従来技術のポンプ設
計からかなシの程度具なる。それは丈夫で、鈍感で、柔
軟で、それが広範囲の応用を可能にする。

オイル回収に関連して、最少限の量の装置しか海底に置
く必要がないという経済的利点がある。

ある設備を用意することによって、このポンプは、それ
が必要なときにだけ設置することができ、それが又好ま
しい投資側面を与える。同時に、低運転及び保守コスト
並びに高稼動アペラビリイテイ及び長寿命が期待できる
。

海底でのオイル回収に関連して、このポンプ装置から派
生する最も重要な利点のいくつかは次の通りである。即
ち、・柔軟な応用・異なる種類の油井流、又ガス成分が変動する多相流れ
にも適する。

・油井データの不確実性又は変化に鈍感である。

・一つ及び同じ大きさのポンプ装置に対し、圧力及び流
量の両方について広い作動範囲を提供する。

・海底に置く必要のある可能性のある装置は最少（電力
装置なし、分離装置なし、器具少々）で、これが投資コ
スト並びに稼働アベラビリイテイに影響する。

・有利な投資側面を与える。即ち、このポンプは、それ
が必要になるまで、即ちオイルだめ圧力が低下し始める
ときまで設置する必要がない。

・効率が高い（９０チ）。

・丈夫な設計で、ゆつく多回転し、可動部品が少なく、
砂（摩耗）に鈍感である。

・水中設置及び潜水夫なし保守に適し、接続点の少ない
完全包囲設計がされている。

・このポンプを通して”ピグを輸送することを可能にす
る。

このポンプ装置は、油井データ、例えば生産性（圧力、
流量）、自由ガスの量（ガス／オイル比）、砂の存在（
摩耗）の不確実性又は変化に比較的鈍感である、即ち、
このポンプは、効率及び機能が低下することなくオイル
だめの全身命中利用できる。更に、このポンプは、設計
が丈夫で可動部品が低速であるため、多相流れ及び異な
る流れ状態に鈍感である。これがこのポンプの吸込側に
セパレータ及び／又はミキサの必要をなくする。

大きな柔軟性は、ピストンへの駆動流の選択に関しても
広がってもよい。作動液に加えて、十分な駆動圧力の塩
水及び淡水、例えば、加圧水性法からの水、又は未処理
油井流を使ってもよい。使用されている構造部品は丈夫
で、低速で作動する、即ち動的力が小さいので、もしか
すると所謂スラッグに耐える大きな可能性があるだろう
。与えられた設計と大きさに対し、このポンプは圧力と
流量の両方に関して非常に大きな作動範囲をもつかもし
れない。他力、遠心ポンプは５、選ばれた作動点からは
ずれるとき非常：Ｃ敏感である。流量は、行程の速度と
長さを変えることによって単純外方法で調節することが
でき、それは駆動流の圧力を変えることによってなされ
る。

効率は、約９０チにあり、即ち流体タービン駆動の遠心
ポンプよりかなシ高い。

このポンプ装置は、完全に流体駆動してもよく、その場
合電力供給の必要はない。電力供給システムからの全て
の可能性のあるエラー源（ケーブル、水中での電気的接
続、変圧器、電気モータ、計装及び監視）は除去される
。測定、監視及び制御のための計装の必要性は、遠心ポ
ンプに比べて軽減される。このポンプは一種の容積式ポ
ンプで、従って、一般原則として、ポンプの速度と行程
がわかれば流量はわかる。

低速回転と含まれる構造部品間の低い相対速度が摩耗の
危険性を減する。ここで、１００ｒ、９１ｍ以下の速度
は、３．０００〜８．００　Ｏｒ、ｐ、ｍにもなる遠心
ポンプの速度と比べられるべきである。この回転運動は
、ゆつくシと回転する流体モータによるＭ接駆動によっ
てもたらされることができる。

流体モータの股引原理は、それを深い海洋での水中運転
に適させる。更に、全ての可動部品は、潤滑作動液内に
囲い込でれ、それが摩耗の危険を減少する。どの構造部
品も、例えばポンプ車が高速で回転するときのように、
固体粒子（砂）による摩耗（噴射）に敏感でない。

このポンプ装置は、ピストンリング及び摩耗リングを備
えてもよく、それらは、予め決めた計画的間隔に従って
交換でき、簡単に交換できるようになっている。材料の
選択に関し大きな自由度を備え、それはポンプ技術の構
造的な面によるのではない。従って、”珍しい”材料、
例えばセラミック材料も十分に可能性のある代替物であ
る。ポンプピストンの運動は、例えば、ワックス堆積の
観点からポンプ円筒の１自己清浄”に貢献する。

この設計は、単純な設計の１ピグがこのポンプを通って
輸送されるのを可能にする。更に、このポンプは、完全
に囲われた円筒形ポンプハウジングの中に入れられ、そ
のハウジングは非常に深い海洋で広がる外部の過度の圧
力に耐えることができ、且つそれは流体的接続に対し少
数の継手で行うことができる。

二、実施例添付の図面は、本発明によるポンプ装置の実施例を示す
。このポンプ装置は、端壁２，３を備え、閉じ且つ密封
されたポンプハウジング１から成る。

これらの端壁２，３は、駆動流体及びポンプ流れのため
の接続孔を備える。駆動モータは、一つの端壁２に結合
されている。このポンプハウジング１は、回転可能ドラ
ム４を囲む。ドラム４は、いくつかの軸方向円筒空間５
，６を含み、それらはドラム４の外周と平行に且つ同心
にそれらの内側に、中心線を共通にして対で軸方向に配
置されている。このドラム４は、一つの駆動側と一つの
ポンプ側を示す。この駆動側の各円筒空間５に、駆動ピ
ストンＴが配置されている。ポンプ側の各円筒空間６に
、ポンプピストン８が配置されている。

駆動側の円筒空間５は、隔壁１２によってポンプ側の円
筒空間６から隔てられている。軸方向に対で配置されて
いる円筒空間５，６の中で、駆動側の各駆動ピストン７
は、この隔壁１２を封止した方法で貫通するピストン棒
９によって、ポンプ側のポンプピストン８に結合されて
いる。各駆動ピストン７の背後の空間１０は、隔壁１２
を通る第１接続チヤンネル１１に接続されている。この
ようにして、駆動ピストン７の背後の全ての空間１０は
互いに接続されている。各ポンプピストン８の背後の空
間１３は、隔壁１２を通る第２接続チヤンネル１４に接
続されている。このようにして、ポンプピストン８の背
後の全ての空間１３は互いに接続されている。第１端壁
２に、供給される駆動流体のための接続孔１５及び使っ
た、吐出駆動流体のための接続孔１６がある。この第１
端壁２の内方部に、上方孔１７が駆動流体を回転可能ド
ラム４の対応する孔へ運ぶために接続孔１５と通じて配
置されている。下方孔１８は、回転可能ドラム４の対応
する孔から駆動流体を運ぶために接続孔１６と通じて配
置されている。第２端壁３の上方部に、上方孔１９が吐
出ポンプ流を回転可能ドラム４の対応する孔から端壁３
の外方接続孔２１へ運ぶために配置されている。下方孔
２０は、供給されたポンプ流を端壁３の外部接続孔２２
から回転可能ドラムの対応する孔へ運ぶために配置され
ている。この回転可能ドラム４は、その両端で静圧滑り
軸受２３によってジャーナル軸受され、他の点では、例
えば流体で満した空洞２４で囲まれる。ポンプハウジン
グ１は、この滑）軸受２３を支持し、且つこの空洞２４
によって回転可能ドラム４から分離される。駆動流体及
び／又は潤滑剤は、この第１端壁２の上方部に供給され
、接続孔２５を通して駆動側の靜圧滑）軸受２３へ且つ
接続管２６を介してポンプ側の滑シ軸受２３へ送られる
。流体駆動トルクモータ２１は、回転ドラム４の入力軸
２８に結合され、該入力軸２８は、第１端壁２のスラス
ト軸受２９によって軸受される。端壁２を通るこの入力
軸２８の通路に関連して、加圧された駆動流体は、接続
孔３０を通して、第１接続チヤンネル１１に接続された
第１内方接続チヤンネル３１に供給される。第２内方接
続チヤンネル３３は、接続孔３２からの流体の供給を第
２接続チヤンネル１４へ伝える。摩耗面３４は、端壁２
，３に設けられて、回転ドラム４の端面にある摩耗面３
５に対して作用する。

これらの摩耗面３４．３５は、駆動流体及びポンプ流れ
の通路に必要な孔１７，１８，１９，２０が作られてい
る。外部封止空間３６．３７は、駆動及びポンプ円筒５
，６の周シで、ドラム４の包被面の内側に配置されてい
る。内部封止空間３８゜３９は、この駆動及びポンプ円
筒５，６の内側に配置されている。ポンプハウジング１
とドラム４の間の空洞２４は、過度の圧力を受ける外部
の攻撃的環境の影響を打ち消すため、加圧流体で満して
もよい。

このポンプ装置の運転の際は、加圧駆動流体が、ドラム
４を回転するために流体作動モータ２Ｔへ及び第１端壁
の接続孔１５へ、更には上方孔１７へ供給される。この
ドラム４が回転するとき、円筒空間５，６は順次これら
の孔を通過する。この駆動及びポンプ側で、ドラム４が
回転する間に円筒空間５の対応する孔が接続孔に通じる
とき、駆動流体は、この円筒空間５に供給され且つ駆動
ピストン７を内方に押し、それＫよって同時に１組合せ
たポンプピストン８が外方に動かされて、受けたポンプ
流を孔１９を通し−〔接続孔２１へ押し出す。この駆動
ピストン７が内方に動く間、接続孔３０・、３１を通し
て供給された、このピストンの後の駆動流体は、圧力を
受けて第１接続チヤンネル１１を経てこのドラム４の反
対側の駆動ピストン７の後の空間１０へ伝えられ、それ
によってそのピストンは戻され同時に、組合せたピスト
ン８は内方に動かされるだろう。そこで接続孔２２及び
孔２０から、ポンプ側の円筒空間６はポンプ流れを受け
ることができる。この場合も、ポンプピストン８の背後
の空間１３は相互接続されている。接続孔３２．３３を
通して、流体が第２接続チヤンネル１４に供給される。

駆動ピストンＴの戻シ運動中に１使った駆動流体は、端
壁２の孔１８を通して接続孔１６へ戻されるだろう。そ
れで、ドラム４の回転中に、下方位置で供給されたポン
プ流れは上方位置で吐出され、−男鹿動流体は、上方位
置で供給され、下方位置で吐出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によゐポンプ装置つ縦断面を示す。第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図は、それぞれこのポンプ
装置の第１図に於ける指定位置での断面を示す。１・・・ポンプハウジング　２，３・・・端壁４・・・
ドラム　　　　　　　５，６・・・円筒空間７・・・駆
動ピストン　　　８・・・ポンプピストン９・・・ピス
トン棒　　　　１０．１３・・・空間１１．１４・・・
チャンネル　１２・・・隔壁１５、１６．１７．１８．
１９．２０．２１．２２・・・接続孔２３・・・軸受　
　　　　　２５・・・接続孔２６・・・接続管　　　　
　２７・・・流体駆動モータ２８・・・軸　　　　　　
　３０，３２・・・接続孔３Ｌ　　３３・・・接続チャ
ンネル３４．３５・・・摩耗面

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガス、液体及び微細固体物質の可変相互混合比に
よる混合物からなる多相流れを汲み出すための装置であ
って、数個の軸方向に且つ同心に配置された円筒空間を
備えた被駆動ロータ本体、各円筒空間の中にある一つは
駆動側、一つはポンプ側の可動ピストン、このロータ本
体の片側にあり駆動流体の供給及び吐出のための固定封
止接続部、並びにこのロータ本体の他の側にありポンプ
流れの供給及び吐出のための固定封止接続部を含むポン
プ装置に於いて、このロータ本体（４）にある円筒空間
（５、６）が中心線を共通にして軸方向に対で配置され
且つ隔壁（１２）によって隔てられ、円筒の各軸方向の
対の中に、この隔壁（１２）を封止した方法で貫通する
ピストン棒（９）によって相互結合された一つの駆動ピ
ストン（７）と一つのポンプピストン（８）の対が配置
されていることを特徴とするポンプ装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載のポンプ装置に於いて
、ロータ本体が、ポンプハウジング（１）の封止し取り
囲む包被面により、及び駆動流体及びポンプ流のための
接続孔（１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、
２２）を備えた端壁（２、３）で囲まれたドラム（４）
を含むことを特徴とするポンプ装置。
（３）特許請求の範囲第１項記載のポンプ装置に於いて
、円筒空間（５、６）がドラム（４）の外周の内側に平
行で同心に配置されていることを特徴とするポンプ装置
。
（４）特許請求の範囲第３項記載のポンプ装置に於いて
、各駆動ピストン（７）の背後の空間（１０）が隔壁（
１２）の中のチャンネル（１１）に接続され、且つ駆動
される駆動ピストンの後側から駆動されない駆動ピスト
ンの後側へ駆動流体を伝えるために該流体で満されるこ
とを特徴とするポンプ装置。
（５）特許請求の範囲第３項記載のポンプ装置に於いて
、各ポンプピストン（８）の背後の空間（１３）が隔壁
（１２）の中のチャンネル（１４）に接続され、且つ内
行きポンプピストンの後側から外行きポンプピストンの
後側へ流体を伝えるために該流体で満されることを特徴
とするポンプ装置。
（６）特許請求の範囲第１項記載のポンプ装置に於いて
、ドラム（４）が、ポンプハウジング（１）の端壁（２
）を貫通する軸（２８）によって、流体駆動モータ（２
７）に結合されていることを特徴とするポンプ装置。
（７）特許請求の範囲第２項記載のポンプ装置に於いて
、ポンプハウジング（１）の端壁（２、３）で、ドラム
（４）が、例えば静圧滑り軸受（２３）でジャーナル軸
受され、これらの軸受に液体が一つの端壁（２）にある
接続孔（２５）を通し、更には接続管（２６）で供給さ
れるようにされていることを特徴とするポンプ装置。
（８）特許請求の範囲第３項記載のポンプ装置に於いて
、端壁（２、３）の内側に、流体が通るための孔をもっ
た固定摩耗面（３４）が設けられ、該摩耗面（３４）が
、ドラム（４）の端面に固定された、流体が通るための
孔をもつ摩耗面（３５）に対して作用することを特徴と
するポンプ装置。
（９）特許請求の範囲第４項記載のポンプ装置に於いて
、加圧駆動流体を接続チャンネル（３１）を経て隔壁（
１２）にある接続チャンネル（１１）に供給するために
接続孔（３０）が配置されていることを特徴とするポン
プ装置。
（１０）特許請求の範囲第５項記載のポンプ装置に於い
て、接続チャンネル（３３）が端壁（３）にある接続孔
（３２）を隔壁（１２）にある接続チャンネル（１４）
と接続するようにされていることを特徴とするポンプ装
置。