專利名稱：泵送氣－液混合體的方法和活塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別在鉆井、完成井和產(chǎn)油情況下用活塞泵泵送氣體和氣-液混合體的方法。
用活塞泵泵送氣-液混合體的方法已廣為人知。這種泵包含一個帶吸入和排出閥的工作腔，將具有予定高壓的氣體或氣-液混合體直接送入活塞泵的工作腔內(nèi)。這種方法例如由蘇聯(lián)發(fā)明者證書No714044(F 04 B23/10,1980年2月5日公布)公開，它能有效地解決泵送氣-液混合體的問題。同時，應(yīng)該注意到，對眾多例如近海采油平臺上的工藝裝備，在泵和壓縮機的重量和尺寸方面規(guī)定了很嚴格的要求。在此情況下，在設(shè)計設(shè)備時的傾向是減少工作腔的容積和吸入及排出管路的長度。
本發(fā)明的目的是擴充泵可能具備的功能，并使活塞泵的結(jié)構(gòu)適合泵送氣體(氣-液混合體)。
采用本發(fā)明方法所能獲致的技術(shù)結(jié)果是，通過加速泵工作腔內(nèi)的分離過程，從而提高泵送氣體(氣-液混合體)的效率。
使用本發(fā)明的泵所能獲致的技術(shù)結(jié)果是，提高可靠性、減少所使用的單位金屬數(shù)量和減小尺寸。
通過使用一種活塞泵來泵送氣-液混合體的方法達到所述目的和獲致上述技術(shù)結(jié)果，該泵包含帶吸入和排出閥的工作腔，在其進行吸入行程期間，將超壓下的氣-液混合體送入至少一個工作腔，并且保證將液體補充入該工作腔。當(dāng)工作腔內(nèi)進行吸入行程和氣體壓縮行程時，將一股氣-液混合體從工作腔排出閥出口區(qū)通過一條液路額外地送入工作腔。吸入行程中，在通過液路進入工作腔內(nèi)的氣-液混合體中形成增高了的液體體積含量，隨后在工作腔內(nèi)進行氣體壓縮行程時，在液路中通過氣體的部分分離來調(diào)節(jié)氣-液混合體的流量及其密度，液體的體積含量有所減少。
此方法可以通過一種新結(jié)構(gòu)的裝置實現(xiàn)。具體言，這是一種帶閥分配的泵，它具有下述基本的特點。
工作腔通過液路經(jīng)常和排出閥出口區(qū)連通。液路作在排出閥的一個截止件內(nèi)，并且由安裝在截止件上的分離器、過濾器、節(jié)流口和帶軸向和徑向孔的套筒構(gòu)成。
本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容用
圖1和2說明。圖中表示一個使用活塞泵泵送氣-液混合體的裝置示意圖。
圖1所示裝置包括一個活塞泵，該泵包括一個充滿氣-液混合體的工作腔1、一個活塞2、一個吸入閥3和一個包括截止件4及閥座5的排出閥。截止件4內(nèi)作出一條液路，它將截止件4上方的區(qū)域7和工作腔1連通。
圖2表示排出閥的截止件。此截止件包括一個本體8和一個密封件9。本體8中制出一個孔，在該孔中配置一個過濾器10、一個帶一孔12的節(jié)流口11和一個帶軸向孔14和徑向孔15的套筒13。過濾器10置于一個分離器16內(nèi)。改變節(jié)流口11上孔12的流通斷面便可調(diào)節(jié)液流阻力。
此裝置的工作方式如下當(dāng)泵進行吸入行程時(見圖1)，氣-液混合體從其源頭(圖中未示出)通過吸入閥3進入泵的工作腔1，此時活塞2按圖向右運動。與此同時，液體含量增高了的氣-液混合體從排出閥出口區(qū)7通過液路6進入工作腔1。由于裝在關(guān)閉閥座5的截止件4上的分離器作用，混合體中的液體濃度比較高。又由于閥座5和截止件4之間的間隙中沒有流通，截止件4上方的氣-液混合體因而析出氣體，于是密度較低的氣體上升，而密度較高的液體由于重力作用而聚積在分離器空腔內(nèi)。這樣，在吸入行程中，液體組份體積含量較高的氣-液混合體，即密度較高的混合體流過液路6。
當(dāng)泵進行壓縮行程時，活塞2按圖向左運動，氣-液混合體繼續(xù)通過液路6進入工作腔1。由于從區(qū)域7進入工作腔1中的氣-液混合體成分中補充了氣體，促使工作室1中的壓力增加，從而迫使液相和氣相之間的界面下降。此時，氣泡通過工作腔1內(nèi)吸入閥3和液相與氣相間界面中間的液層的過程加速。在噴出行程中，當(dāng)腔1中的壓力變得和區(qū)域7的壓力相等時，由于氣-液混合體強力作用的結(jié)果，截止件4升到閥座5的上方，于是排出閥進入開放狀態(tài)。聚積在排出閥下面的氣體首先離開腔1，然后由于混合體在短的工作循環(huán)內(nèi)難以達到完全分離，故氣-液混合體便被迫通過截止件4和閥座5之間的間隙噴出。在排出行程結(jié)束時，液體或液體體積含量高的氣-液混合體被迫從工作腔1中流出。這種密度較高的混合體充滿了分離器6(見圖2)的容積。噴出過程完成，活塞2按圖處于非常靠左的位置。排出閥關(guān)閉，重復(fù)工作循環(huán)。
在吸入行程中，分離器的容積被液相體積含量較高，亦即密度較高的氣-液混合體充滿，這樣，在吸入行程中，有可能減少通過節(jié)流口11流回進工作腔內(nèi)的氣體體積流量。這便意味著通過吸入閥進入的氣-液混合體對工作腔的充填增加。調(diào)節(jié)節(jié)流口11上孔12的流通斷面能使泵送氣-液混合體的泵獲得最佳效率，這一點已為實驗研究所證實。孔12的斷面積例如可用尺寸不同的其他零件替換零件11來加以改變。孔14和徑向孔15能將氣-液混合體流導(dǎo)向泵工作腔的硬壁上，從而強化分離的條件和提高泵的效率。過濾器10保護節(jié)流口11，使之免受機械雜質(zhì)之害，并且使整個泵的可靠性提高。
在泵用于泵送氣體時，通過吸入閥3和氣體一同送入液體，以便有力地形成氣-液混合體，此時，整個過程和上述過程一致。
權(quán)利要求
1.一種用活塞泵泵送氣-液混合體的方法，該泵包含帶吸入和排出閥的工作腔，在泵的吸入行程中，通過將氣-液混合體送入至少一個工作腔，保證將液體供入該工作腔，該法的特征是，在吸入行程和氣體壓縮行程中，從工作腔排出閥的出口區(qū)通過液壓通道向工作腔額外供給該氣-液混合體。
2．按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，在吸入行程中，在通過液壓通道輸入該工作腔的氣-液混合體中產(chǎn)生增高了的液體容積量，隨后在工作腔內(nèi)進行氣體壓縮行程時，混合體中的液體容積含量減少。
3．按照權(quán)利要求1,2所述的方法，其特征是，在液壓通道中通過分離部分氣體調(diào)節(jié)氣-液混合體的流量及其密度。
4．用于實施按照權(quán)利要求1所述方法的活塞泵，包括一個帶一個吸入閥和一個排出閥的工作室、一個活塞、一個氣-液混合體源(或氣體源和液體源)，其特征是，它另外還備有一條使工作腔和排出閥出口區(qū)經(jīng)常連通的液壓通道。
5．按照權(quán)利要求4所述的活塞泵，其特征是，液壓通道作在排出閥的截止件內(nèi)，并由安裝在截止件上的分離器、過濾器、液流阻力可調(diào)的節(jié)流口和帶軸向及徑向孔的套筒構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的新穎之處是,在吸入行程和氣體壓縮行程中,將一股氣－液混合體從工作腔排出閥出口區(qū)通過一條液壓通道送入工作腔,液壓通道作在排出閥的截止件內(nèi),并由一個分離器、過濾器、液流阻力可調(diào)的節(jié)流口和一個帶軸向和徑向孔的套筒構(gòu)成。一組權(quán)利要求中有2個獨立的權(quán)利要求和3個非獨立的權(quán)利要求,另有兩個圖。
文檔編號F04B23/00GK1295651SQ99804593
公開日2001年5月16日 申請日期1999年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月8日
發(fā)明者伊利雪夫·雅切斯拉夫·尼古拉維奇, 薩松諾夫·尤里·阿波羅洛維奇, 朱丁·伊戈爾·斯坦尼斯拉沃維奇, 彼得洛夫·亞歷山大·米哈伊爾·洛維奇 申請人:伊利雪夫·雅切斯拉夫·尼古拉維奇, 薩松諾夫·尤里·阿波羅洛維奇, 朱丁·伊戈爾·斯坦尼斯拉沃維奇, 彼得洛夫·亞歷山大·米哈伊爾·洛維奇