[发明专利]转子式内压缩油气混输泵机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多相介质的输送容积泵，尤其是一种转子式内压缩油气混输泵机组，属于流体输送装置技术领域。

背景技术

在采油生产过程中，所开采的原油往往含有丰富的石油伴生气——天然气。即在石油开采中所要输送的介质既有液相介质—原油，又含气相介质—天然气。传统的输送方法是先将介质进行气液分离，针对液相介质采用泵输送，而气相介质的输送则由压缩机来进行；或者在含气量不稳定的采油区块，传统的原油输送工艺是将各个采油井的原油通过汇管进入增压站的缓冲罐，少量的含气原油用传统的不具有内压缩功能的混输泵外输至下游的集输站(转油站)，当汇管来的介质中含气较多，传统的混输泵不能正常外输时，则采用通过缓冲罐将过多的天然气向大气中排放或燃烧。而先进的油气混输工艺则可以回收利用天然气能源，节约石油开采成本，有利于环境保护、降低消耗、节约资源、实现石油伴生资源的充分回收等，因此得到推广。

长期以来，油气混输送大多采用双螺杆泵完成，其缺点是在输送介质中含有泥沙等杂质时，很容易磨损。为此，申请号为CN200520093369.8的中国专利申请给出了一种高效双转子石油混输泵，它包括泵体、进口发兰、出口发兰，在泵体内组装主转子轴和副转子轴，主转子轴通过齿轮副传动联接副转子轴，在主、副转子轴上沿周向均布组装叶片，在叶片的外端面上镶装弹性体。其优点是能实现稠油、泥砂、水、气混输的功能，集齿轮泵和叶片泵的优点，提高泵效及使用寿命，且结构简单紧凑，运行平稳，震动小、噪音低，便于维修。

据申请人了解，在采用转子泵进行油气混输时，一直采用如下的输送系统：首先将来自各分散采油井的介质通过汇管引入外输增压站的缓冲罐或分离器罐(参见申请号为CN01266975.X的中国专利申请)。在气液比小(即气含量少)的情况下，输送系统直接由外输混输泵输往油田的集输站(转油站)。但在气液比大(即气相介质所占比例多)的情况下，由于传统结构的混输泵不具有内压缩功能，此时泵的运行极易产生气阻——即泵的有效工作容积为气体所占据，气相介质体积的可压缩特性使得在泵腔中所输送介质无法达到输出压力，介质不能正常输出，出现泵排出流量为零的堵塞现象。因而需要通过缓冲罐向大气中释放过多的天然气，减少气量，以适应泵的输送要求；甚至不得已采用分离器罐将多相介质进行分离，再采取传统的气体管线和液体管线由泵和压缩机分别输送。

因此，上述输送系统受限于传统混输泵结构，不能实现对天然气的完全回收。尤其是，各油田的地质条件不同，气液比是一个变量，更使得气体完全回收的油气混输成为一个难度极高的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的局限性，提出一种在各种气液比情况下，无需缓冲罐即可实现气体完全回收的转子式内压缩油气混输泵机组，从而切实解决气液比不稳定多相介质输送的难题。

为了达到以上目的，本发明的转子式内压缩油气混输泵机组包括支撑一对相互啮合共轭转子的壳体，所述共轭转子将壳体内的空腔分隔成吸入腔和排出腔，所述吸入腔设有流体进口，所述排出腔设有流体出口，所述共轭转子与所述流体出口之间设有将所述排出腔分隔成啮合区域与排出区域的隔离壁，所述隔离壁处装有至少一个单向阀，当所述单向阀闭合时，所述啮合区域与所述排出区域完全隔离，当所述单向阀打开时，所述啮合区域与所述排出区域连通。

工作时，相互啮合的转子在传动机构驱动下连续旋转，在吸入侧，由于转子突起部位相互渐渐脱开啮合，空间出现由小到大的容积变化，形成负压使介质充盈吸入腔空间。充盈介质的空间随着转子的运转，进入排出腔。当转子的突起部位逐渐进入啮合时，啮合空间出现由大到小的容积变化，如充盈的介质为液相介质，由于液体不可压缩，因此将推开单向阀，流体经排出阀输出；当充盈的介质为气相介质或主要为气相介质时，由于气体可压缩，因此当啮合腔的压力小于流体出口外的管线压力时，被输送的气相介质将因转子的连续运转而在有限的啮合区域聚集增压，很快压力大于管线压力，推开单向阀，流体经由排出阀输送到出口管线中，从而保证本发明的转子式内压缩油气混输泵机组即使在气液比不稳定的多相介质输送过程中，可以持续有效工作，彻底消除气堵现象，可靠实现被输送介质的内压缩输送过程。