[发明专利]一种适合输送高含气率的螺旋轴流式油气混输泵

说明书

一种适合输送高含气率的螺旋轴流式油气混输泵，四级叶片前两级的首级叶轮（2）和次级叶轮（4）和后两级三级叶轮（7）和四级叶轮（9）采用背靠背形式；所述吸入室采用半螺旋形吸入室（1），与所述首级叶轮（2）相连；所述首级叶轮（2）和次级叶轮（4）为分级式螺旋轴流式叶片，其中所述分级式螺旋轴流式叶片进口端开平衡孔（11）；所述三级叶轮（7）和四级叶轮（9）采用混流式叶片，所述混流式叶片添加辅翼（13）；所述前两级与所述后两级叶轮采用过渡流道（5）连接；所述蜗壳（10）位于所述第四级叶轮（9）后端，蜗壳（10）在所述泵的前两级首级叶轮（2）和次级叶轮（4）和三级叶轮（7）和四级叶轮（9）的中间。

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，具体涉及适合输送高含气率的螺旋轴流式油气混输泵。

背景技术

油田开发过程中，需要对从油井直接采出的含有油、气、水及各种杂质的多相混合物进行集输。这种混合物的气液比已经超过了普通的泵的工作范围，因而在集输时泵和压缩机的效率大幅降低。采用油气多相混输技术就可以解决这个难题。而油气混输泵是油气混输技术的核心。螺旋轴流式油气混输泵属于叶片泵的一种，通过叶轮的旋转使输送的多相介质获得能量。它由若干级压缩单元组成,每个压缩单元包括一个叶轮和一个整流导叶,当输送介质进入叶轮后, 由于叶轮的旋转, 介质被加速获得动能, 而当加速的介质通过整流器时, 速度减小, 动能被转化为压能,介质每通过一个单元级, 便增加一部分能量。与容积式泵的根本区别在于其压力的增加不是由单元级体积的变化所引起, 而是由能量的传递和转化实现的。

在螺旋轴流式油气混输泵的工作过程中，利用封闭流体原理，具有冷却、润滑和过压保护功能；油润滑轴承；结构新颖、简单（只有一根转轴），适于深水推广使用，易于井下安装；相同参数下，泵的体积和重量较双螺杆泵小；采用了螺旋形叶片，具有很长的方形通道、较大的流道曲率半径，其中螺旋形的叶轮强迫泵输介质沿轴向运动，有效地减缓了多相介质在流道内气液两相间相态分离的发生；可采用电机或水力透平驱动方式。螺旋轴流式油气混输泵结合轴流泵和轴流压缩机优势,充分考虑高含气率下气相的可压缩性，但同时存在主要且难以回避的问题即混输泵内部流动复杂易产生气液分离,气相能量携带能力差,效率低,稳定性差,设计难度大等问题,尤其是在随着进口体积含气率的增加，油气混输泵的性能逐渐恶化。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合输送高含气率的螺旋轴流式油气混输泵。

本发明是一种适合输送高含气率的螺旋轴流式油气混输泵，包括吸入室1、首级叶轮2、前整流导叶3、次级叶轮4、三级叶轮7、后整流导叶8、四级叶轮9、过渡流道5、蜗壳10，所述四级叶片前两级的首级叶轮2和次级叶轮4和后两级三级叶轮7和四级叶轮9采用背靠背形式；所述吸入室采用半螺旋形吸入室1，与所述首级叶轮2相连；所述首级叶轮2和次级叶轮4为分级式螺旋轴流式叶片，其中所述分级式螺旋轴流式叶片进口端开平衡孔11；所述三级叶轮7和四级叶轮9采用混流式叶片，所述混流式叶片添加辅翼13；所述前两级与所述后两级叶轮采用过渡流道5连接；所述蜗壳位于所述第四级叶轮9后端，蜗壳在所述泵的前两级首级叶轮2和次级叶轮4和三级叶轮7和四级叶轮9的中间。

本发明的螺旋轴流式油气混输泵与常规油气混输泵相比较，具有以下有益效果：

1、本发明所述螺旋轴流式油气混输泵为多级泵，级数为4，即四个叶轮，四个叶轮前两级和后两级采用背靠背形式，蜗壳处于前两级和后两级叶轮之间，这样首先解决轴向力平衡问题，结构上更合理，同时，后两级叶轮流道中压力增大，可以有效的抑制气液分离现象，又能提高螺旋轴流式油气混输泵输送性能。

2、本发明前两级叶片采用分级式螺旋轴流式叶片，并在叶片进口开平衡孔，在采用背靠背叶片基础上，是该泵中又一平衡轴向力的方法，同时，螺旋轴流式油气混输泵无法解决的问题就是液体中含气输送能力差的问题，在泵的进口容易产生气液分离现象，不利于油气输送，采用分级式叶片，适合输送不同含气率的流体，解决了石油输送中油伴气现象。