一種柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置，其特征在于：包括用于調節(jié)回流流量、恒定柱塞泵進液腔內壓力和溫度的調節(jié)管匯，該調節(jié)管匯包括節(jié)流閥、止回閥、回流管線和熱交換增壓器，其中節(jié)流閥的入口設置在柱塞泵進液腔通道處或與柱塞泵進液腔連通，節(jié)流閥的出口與止回閥的入口連通，止回閥的出口通過回流管線與熱交換增壓器的進液口連通，熱交換增壓器的出液口與產(chǎn)氣液態(tài)介質儲罐回流端連通。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明提供的柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置操作簡便實用強，配套于往復柱塞泵中，克服了常規(guī)柱塞泵輸送產(chǎn)氣液態(tài)介質中氣化過程的難題，為輸送液態(tài)CO2等其他產(chǎn)氣液態(tài)介質提供了可靠的設備保障。
【專利說明】一種柱塞栗抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置。
【背景技術】
[0002]注入液態(tài)二氧化碳是當今油田三次采油吞吐工藝提高采收率的有效途徑之一，也是提高環(huán)境保護、減少二氧化碳排放所采取的回注手段，液態(tài)二氧化碳輸送設備是各日化印染、輕工行業(yè)二氧化碳萃取工藝中必不可少的主要設備。神秘的液態(tài)二氧化碳已被廣泛應用于提升國民經(jīng)濟發(fā)展的新領域中，液態(tài)二氧化碳的工作特性比較特殊，一般在保證100%液態(tài)情況下才能得以正常的輸送，否則就會產(chǎn)生氣化，直至輸送設備氣鎖不能正常工作。目前液態(tài)二氧化碳的輸送設備，均采用往復式柱塞泵配套屏蔽泵來完成，一般輸出壓力(0.5Mpa時采用屏蔽泵，當壓力在I?50Mpa時均采用往復式柱塞泵。由于液態(tài)二氧化碳在輸送過程中會出現(xiàn)正常出現(xiàn)氣化現(xiàn)象，一旦氣化，目前的輸送設備就無法完成。輸送條件很局限苛刻，它對二氧化碳液體的壓力、溫度要求很高，即必須在飽蒸狀態(tài)下方可順利輸送。油田三次采油工藝中二氧化碳吞吐技術是根據(jù)不同的地層壓力要求進行注入液態(tài)二氧化碳，一般注入壓力在10?50Mpa。二氧化碳氣源均采用罐車拉到現(xiàn)場(井位)，采用單缸、雙缸、三缸、五缸等多缸柱塞泵,直接注入地下,一般罐車壓力2?2.5Mpa,液態(tài)二氧化碳溫度為15°C?40°C。對柱塞泵來講它是輸送液體設備，要求有較高的容積系數(shù)和效率，即最佳工作狀況是要求進入柱塞泵的入口的介質為100%液態(tài)，對輸送液態(tài)二氧化碳過程而言，柱塞泵泵腔內的壓力與溫度應處在二氧化碳的飽蒸狀態(tài)，才能保證順利輸送液態(tài)二氧化碳。目前現(xiàn)有工藝流程是在柱塞泵5’的進液口安裝一臺屏蔽泵I’進行喂液，把儲液罐4’的壓力通過屏蔽泵I’提高0.5Mpa，保證二氧化碳液體的溫度在_25°C，這樣柱塞泵5’才能不氣化正常輸送，柱塞泵5’進液口還通過節(jié)流閥2’與儲液罐4’回流口連通，參見圖1所示。在實際現(xiàn)場工作中，柱塞泵往往不能很順利的在100%液態(tài)下運行，因為柱塞泵的柱塞在往復運行中會受到摩擦作用而產(chǎn)生熱量，二氧化碳液體會吸收這些熱量，而二氧化碳液體一旦受到熱量就會氣化，當柱塞泵泵腔的含氣量到達一定量時就會氣鎖，此時柱塞泵工作效率逐步下降直至無作用(無流量、無壓力)。目前國內液態(tài)二氧化碳在注入中都存在技術上不穩(wěn)定，整套二氧化碳注入設備在現(xiàn)場運行時都會出現(xiàn)由于注入泵與二氧化碳氣液存在的一定不匹配因素而達不到對液態(tài)二氧化碳正常注入要求。其他產(chǎn)氣液態(tài)介質在輸送過程中，也存在相同問題。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術提供一種柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置，利用該裝置進行產(chǎn)氣液態(tài)介質輸送時能克服產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化。
[0004]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為:該柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置，其特征在于:包括用于調節(jié)回流流量、恒定柱塞泵進液腔內壓力和溫度的調節(jié)管匯，該調節(jié)管匯包括節(jié)流閥、止回閥、回流管線和熱交換增壓器，其中節(jié)流閥的入口設置在柱塞泵進液腔通道處或與柱塞泵進液腔連通，節(jié)流閥的出口與止回閥的入口連通，止回閥的出口通過回流管線與熱交換增壓器的進液口連通，熱交換增壓器的出液口與產(chǎn)氣液態(tài)介質儲罐回流端連通。
[0005]由于液態(tài)CO2等產(chǎn)氣液態(tài)介質具有特定的物理性能，它在100%的液態(tài)情況下才可以泵輸或注入地下，也就是液態(tài)CO2輸送時的壓力與溫度均在飽蒸時才能達到100%液態(tài)，壓力與溫度兩個條件缺一不可。在溫度不能下降時提高壓力，在壓力不能提高時降低溫度，只要壓力與溫度可以調整或只能微調至飽蒸狀態(tài)就能達到100%液態(tài)，同時能夠滿足泵輸及注入條件，上述方案中，通過節(jié)流閥和止回閥控制流量后，部分產(chǎn)氣液態(tài)介質通過回流管線流入熱交換增壓器對產(chǎn)氣液態(tài)介質進行加熱氣化后增加壓力，回流入產(chǎn)氣液態(tài)介質儲罐中，對產(chǎn)氣液態(tài)介質儲罐內的液態(tài)介質進行增壓，氣液態(tài)介質儲罐的出口再通過外循環(huán)屏蔽泵與柱塞泵進液口連通，如此循環(huán)進行，確保產(chǎn)氣液態(tài)介質在柱塞泵泵腔內始終處于飽蒸狀態(tài)中，可以克服CO2輸送過程中氣化，確保了產(chǎn)氣液態(tài)介質在輸送過程正常進行。
[0006]作為改進，節(jié)流閥出口與止回閥入口之間的管路上設置有壓力表。
[0007]本發(fā)明還可以進一步包括噴射回流機構，該噴射回流機構包括裝有針型閥的噴射管和噴嘴，其中噴射管的一端與柱塞泵出液口連通，噴射管的另一端與柱塞泵進液口連通，噴射管的出口處裝有所述噴嘴，噴嘴的噴射方向與柱塞泵進液口的液體流入方向相同。
[0008]噴射管內的壓力是柱塞泵出液口壓力，壓力一般為進液口壓力的50?100倍以上，此噴射管出口噴嘴噴射的液體所放出的能量吸收熱量后與進液口產(chǎn)氣液態(tài)介交換，此時在柱塞泵進液腔內瞬間提高了液體壓力，降低了液體溫度，促使柱塞泵進液腔內產(chǎn)氣液態(tài)介質完全達到100%飽蒸狀態(tài)，確保柱塞泵在100%液態(tài)下工作，更進一步克服了氣化氣鎖現(xiàn)象。
[0009]再改進，所述熱交換增壓器包括設有進液口和出液口的金屬管，該金屬管呈“弓”字型迂回盤繞設置，金屬管的外圍設有金屬散熱片。
[0010]再改進，所述調節(jié)管匯設置在與柱塞泵進液口相對一側的進液腔通道上。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明提供的柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置在輸送產(chǎn)氣液態(tài)介質氣時，能克服并防止產(chǎn)氣液態(tài)介質由于吸收熱以后的氣化，輸送過程能達到100%液態(tài)，消除由于柱塞泵的柱塞往復運動中產(chǎn)生的熱量，使在臨界邊緣的產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化后造成氣鎖現(xiàn)象。該裝置操作簡便實用強，配套于往復柱塞泵中，克服了常規(guī)柱塞泵輸送產(chǎn)氣液態(tài)介質中氣化過程的難題，為輸送液態(tài)CO2等其他產(chǎn)氣液態(tài)介質提供了可靠的設備保障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術中柱塞泵輸送產(chǎn)氣液態(tài)介質原理圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實施例中柱塞泵輸送產(chǎn)氣液態(tài)介質原理圖。
[0014]圖3為本發(fā)明實施例中熱交換增壓器結構圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0016]本實施例以輸送液體二氧化碳為例對本發(fā)明的裝置進行詳細說明，如圖1所示的柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置，其包括用于調節(jié)回流流量、恒定柱塞泵進液腔內壓力和溫度的調節(jié)管匯，該調節(jié)管匯包括節(jié)流閥3、止回閥4、壓力表5、回流管線6和熱交換增壓器7，其中節(jié)流閥3的入口設置在柱塞泵9進液腔通道處，也可以設置成與柱塞泵9進液腔連通，節(jié)流閥3的出口與止回閥4的入口連通，止回閥4的出口通過回流管線6與熱交換增壓器7的進液口連通，熱交換增壓器7的出液口與液態(tài)二氧化碳儲罐8回流端連通，壓力表5設置在節(jié)流閥出口與止回閥入口之間的管路上。所述熱交換增壓器包括設有進液口和出液口的金屬管，該金屬管呈“弓”字型迂回盤繞設置，金屬管的外圍設有金屬散熱片，參見圖3所示，可根據(jù)不同的回流量需要來設置吸熱面積大小。另外，柱塞泵進液口通過屏蔽泵I與液態(tài)二氧化碳儲罐8的出液口連通。
[0017]采用調節(jié)管匯后，通過節(jié)流閥、止回閥、壓力表、回流管線、熱交換增壓器對柱塞泵泵腔內的溫度和壓力進行調節(jié)，達到液態(tài)二氧化碳在柱塞泵往復摩擦輸送時的條件始終保持在低溫飽蒸線內，保持柱塞泵泵腔內不氣化目的，確保液態(tài)二氧化碳在飽蒸狀態(tài)下順利輸送。
[0018]另外，本實施例中的柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置還可以進一步包括噴射回流機構，該噴射回流機構包括裝有針型閥12的噴射管10和噴嘴11，其中噴射管10的一端與柱塞泵出液口連通，噴射管10的另一端與柱塞泵進液口連通，噴射管10的出口處裝有所述噴嘴11，噴嘴11的噴射方向與柱塞泵進液口的液體流入方向相同。
[0019]采用噴射回流機構，能促使柱塞泵的進液腔內液態(tài)二氧化碳的壓力不損失，通過針形閥的啟閉，通過噴射管和噴嘴對柱塞泵進液腔的進液方向進行高壓射流噴射，在進液腔內與液態(tài)二氧化碳能量交換后柱塞泵進液腔內壓力升高，完全達到液態(tài)二氧化碳在100%液體狀態(tài)下順利輸送。
[0020]液態(tài)CO2柱塞泵在輸送中工作程序為:打開屏蔽泵I達到輸出壓力> 2.5mpa,當柱塞泵的液力端表面全部結霜時啟動柱塞泵，對柱塞泵進行升壓，當出液口壓力升高、進液口壓力下降時調整節(jié)流閥3的流量，待壓力表5顯示壓力> 2.5mpa時，止回閥4打開，部分液態(tài)CO2通過回流管線6進入熱交換增壓器7，吸收熱量后的液態(tài)CO2開始氣化體積膨脹，壓力升高，此時CO2氣體進入液態(tài)二氧化碳儲罐8內，止回閥4關閥，氣態(tài)CO2進入液態(tài)二氧化碳儲罐8內，會導致液態(tài)二氧化碳儲罐8內的壓力升高，這樣液態(tài)二氧化碳儲罐8內的液態(tài)CO2不斷的輸出后壓力得以補充直至徹底用完。
[0021]在實際應用過程中，柱塞泵輸送液態(tài)CO2可為單缸、雙缸、三缸、五缸、七缸及多缸，均可配裝上述裝置。所述柱塞泵的進液腔也叫進液管匯，作為柱塞泵的進液腔是吸入閥供液用腔，在實際操作過程中，比較好的做法是在進液腔的盲法蘭處安裝節(jié)流閥3、壓力表5、止回閥4，管匯6的使用接頭與止回閥4聯(lián)接上。
[0022]本實施例提供的裝置對輸送液態(tài)CO2介質時，能克服CO2由于吸收熱以后的氣化問題，輸送過程能達到100%液態(tài)，消除由于柱塞泵的柱塞往復運動中產(chǎn)生的熱量，使在臨界邊的液態(tài)CO2氣化后造成氣鎖現(xiàn)象。該抗氣化裝置操作簡便實用強。配套于往復柱塞泵中，克服常規(guī)柱塞泵輸送液態(tài)CO2介質中氣化過程的難題，為輸送液態(tài)CO2介質提供了可靠的設備保障。
【權利要求】
1.一種柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置，其特征在于:包括用于調節(jié)回流流量、恒定柱塞泵進液腔內壓力和溫度的調節(jié)管匯，該調節(jié)管匯包括節(jié)流閥、止回閥、回流管線和熱交換增壓器，其中節(jié)流閥的入口設置在柱塞泵進液腔通道處或與柱塞泵進液腔連通，節(jié)流閥的出口與止回閥的入口連通，止回閥的出口通過回流管線與熱交換增壓器的進液口連通，熱交換增壓器的出液口與產(chǎn)氣液態(tài)介質儲罐回流端連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置，其特征在于:節(jié)流閥出口與止回閥入口之間的管路上設置有壓力表。
3.根據(jù)權利要求1所述的柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置，其特征在于:還包括噴射回流機構，該噴射回流機構包括裝有針型閥的噴射管和噴嘴，其中噴射管的一端與柱塞泵出液口連通，噴射管的另一端與柱塞泵進液口連通，噴射管的出口處裝有所述噴嘴，噴嘴的噴射方向與柱塞泵進液口的液體流入方向相同。
4.根據(jù)權利要求1所述的柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置，其特征在于:所述熱交換增壓器包括設有進液口和出液口的金屬管，該金屬管呈“弓”字型迂回盤繞設置，金屬管的外圍設有金屬散熱片。
5.根據(jù)權利要求1所述的柱塞泵抗產(chǎn)氣液態(tài)介質氣化裝置，其特征在于:所述調節(jié)管匯設置在與柱塞泵進液口相對一側的進液腔通道上。
【文檔編號】F17C7/04GK103644453SQ201310656452
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權日:2013年12月6日
【發(fā)明者】陳明海, 陳野, 茍廷軍 申請人:寧波合力機泵有限公司