專利名稱：雙層葉片氣液混輸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種與潛油電泵配合使用的雙層葉片氣液混輸
O
背景技術(shù)：
在各種人工舉升的石油開(kāi)采方式當(dāng)中，采用潛油電泵系統(tǒng)是行之有效的方式之一，但是潛油電泵系統(tǒng)的應(yīng)用是有條件限制的，例如多數(shù)低排量潛油電泵均要求入口井液氣液比低于5%，即使是高排量潛油電泵，入口井液的氣液比一般也不能高于10%，當(dāng)含氣量高于此值時(shí)，泵體內(nèi)氣蝕加重，甚至發(fā)生氣鎖，嚴(yán)重影響泵的性能和壽命。但是隨著石油開(kāi)采的不斷進(jìn)行，產(chǎn)液量低、含氣量大的油井?dāng)?shù)量不斷增加，如果潛油電泵系統(tǒng)不采取相應(yīng)的措施，使其可以應(yīng)用于這樣的油井中，則潛油電泵系統(tǒng)的生存空間將被嚴(yán)重?cái)D壓。目前為降低入口井液氣液比的做法通常是在潛油電泵入口處安裝油氣分離器，但油氣分離器只能分離出一部分氣體，不能使井液完全達(dá)到潛油電泵的要求，同時(shí)，油氣分離器分離出的氣體通過(guò)套管最終排出井外，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的潛油電泵入口井液氣液比高而影響潛油電泵的性能的不足，本發(fā)明提供一種雙層葉片氣液混輸器，該雙層葉片氣液混輸器可有效破壞氣體積聚的產(chǎn)生，將氣體溶于液體，從而確保潛油電泵的性能穩(wěn)定。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種雙層葉片氣液混輸器，包括上、下接頭，且上、下接頭外部螺紋連接有殼體，所述的殼體內(nèi)部上、下接頭之間由上至下依次設(shè)置有上軸承座、壓緊管、上導(dǎo)殼、下導(dǎo)殼，下接頭內(nèi)部設(shè)有下軸承座，上、下導(dǎo)殼內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)葉輪，所述的上、 下軸承座通過(guò)軸承支撐有軸，軸的外部設(shè)有軸套，軸穿過(guò)上、下導(dǎo)殼及葉輪后其兩端由軸套固定，軸中部外側(cè)還連接有鎖緊裝置；
所述的葉輪由輪轂、上蓋板、下蓋板、及若干組葉片組成，每組葉片由兩層葉片組成，其中葉輪下端為平行與軸線方向的軸流葉片，上端為垂直與軸線方向的徑流葉片，并且兩層葉片交錯(cuò)排列；所述的上蓋板與下蓋板連接在輪轂外側(cè)，且上蓋板上開(kāi)有若干個(gè)平行于葉輪中軸線的沖擊孔；
所述的上、下導(dǎo)殼上設(shè)有螺旋形葉片；
所述的鎖緊裝置由兩個(gè)半環(huán)、上鎖緊套、下鎖緊套、鎖緊螺柱組成，外表面呈階梯狀的半環(huán)套在軸外部，上、下鎖緊套與鎖緊螺柱螺紋連接后套在半環(huán)外部。所述的軸流葉片的入口傾角為20士5°，厚度為2_5mm，由軸流葉片入口邊到徑流葉片出口邊之間的繞軸旋轉(zhuǎn)角度為35士5°，徑流葉片出口角為45士5°，由軸流葉片入口角到徑流葉片出口角的總高度為20士5mm。本發(fā)明具有如下有益效果由于采取上述方案，當(dāng)井液進(jìn)入該雙層葉片氣液混輸器時(shí)，通過(guò)雙層葉片的相互作用，可以有效破壞氣體積聚的產(chǎn)生，提高相應(yīng)產(chǎn)品的攜氣能
3力，在對(duì)此產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，測(cè)得吸入口出氣液比最高達(dá)到57%，增強(qiáng)潛油電泵機(jī)組應(yīng)用范圍，并確保潛油泵的性能穩(wěn)定。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是葉輪的俯視圖； 圖3是葉輪的主視圖； 圖4是導(dǎo)殼的剖視圖； 圖5是鎖緊裝置的剖視圖。圖中1-上接頭，2-軸，3-上軸承座，4-壓緊管，5-半環(huán)，6-鎖緊裝置，7-上導(dǎo)殼， 8-葉輪，9-殼體，10-下導(dǎo)殼，11-軸套，12-下接頭，13-花鍵套，14-徑流葉片，15-軸流葉片，16-沖擊孔，17-輪轂，18-上蓋板，19-徑流區(qū)，20-過(guò)渡區(qū)，21-下蓋板，22-軸流區(qū)， 23-上鎖緊套，24-下鎖緊套，25-鎖緊螺柱，26-下軸承座，27-半環(huán)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)-明
由圖1至圖5所示，一種雙層葉片氣液混輸器，包括上、下接頭(1，12)，上、下接頭 (1,12)內(nèi)部為空腔，外部設(shè)有螺紋，上、下接頭(1，12)通過(guò)其外部螺紋連接有殼體9，所述的殼體9內(nèi)部上、下接頭(1，12)之間由上至下依次設(shè)置有軸承座3、壓緊管4、上導(dǎo)殼7、下導(dǎo)殼10，上述的上接頭1、下接頭12、軸承座3、壓緊管4、上導(dǎo)殼7、下導(dǎo)殼10共同形成固定部分，上、下接頭(1，12)將上述部件壓緊，使其不能上下竄動(dòng)。上導(dǎo)殼7、下導(dǎo)殼10內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)葉輪8，下接頭12內(nèi)部設(shè)有下軸承座沈，所述的上軸承座3和下軸承座沈通過(guò)軸承支撐有軸2，軸2的兩端有花鍵槽，下端連接有花鍵套13，軸2的外部設(shè)有軸套11，軸2穿過(guò)葉輪8后其兩端由軸套11固定，軸2中部外側(cè)還連接有鎖緊裝置6，鎖緊裝置6上下均有套在軸2外部的軸套，軸2的底部外側(cè)凹槽內(nèi)設(shè)有兩個(gè)下半環(huán)27，下半環(huán)27合在一起后套在軸2的外側(cè)，下半環(huán)27外側(cè)由軸套11壓緊。軸套分為若干段，相互間隔與鎖緊裝置6、 葉輪8的輪轂17、下半環(huán)27套在軸2的外部，并且軸向壓緊形成一體，可沿軸2上下竄動(dòng)。 軸2上設(shè)有鍵槽，通過(guò)鍵來(lái)固定葉輪8、軸套13，確定了葉輪8、軸套13與軸2之間的角度， 使葉輪8、軸套13可隨軸2 —同轉(zhuǎn)動(dòng)。上述的軸2、軸套11、葉輪8、鎖緊裝置6、半環(huán)27、花鍵套13共同構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)部分，可共同旋轉(zhuǎn)。所述的葉輪8采用多級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，級(jí)數(shù)通常為30-50級(jí)，葉輪8由輪轂17、上蓋板 18、下蓋板21、及若干組葉片組成，作為優(yōu)選，葉片通過(guò)設(shè)為6-7組，每組葉片由兩層葉片組成，其中葉輪8下端即入口端為平行與軸線方向的軸流葉片15，上端即出口端為垂直與軸線方向的徑流葉片14，并且兩層葉片交錯(cuò)排列；所述的上蓋板18與下蓋板21連接在輪轂 17外側(cè)，且上蓋板18上開(kāi)有若干個(gè)平行于葉輪8中軸線的沖擊孔16，沖擊孔16的個(gè)數(shù)為6 個(gè)，沿圓周方向均勻分布，且其的圓周接近葉輪上蓋板18的外邊緣，沖擊孔16的直徑相等， 通常為4-6mm。下蓋板18上設(shè)有流道入口，軸流葉片15、徑流葉片14與葉輪上蓋板18、下蓋板21及葉輪輪轂17組合構(gòu)成混輸流道，所述的軸流葉片15的入口傾角為20士5°，厚度為2-5mm，由軸流葉片15入口邊到徑流葉片14出口邊之間的繞軸旋轉(zhuǎn)角度為35士5°， 徑流葉片14出口角為45士5°，由軸流葉片15入口角到徑流葉片14出口角的總高度為 20士5mm。為了描述方便，可以將葉片劃分為前、中及后三個(gè)區(qū)域，則前端為徑流區(qū)19，中部為過(guò)渡區(qū)20，后端為軸流區(qū)22，通過(guò)軸流葉片15的高攜氣能力，將高氣液比的流體舉升到葉片的徑流區(qū)19，避免徑流葉片14的入口低壓段，提高葉輪的抗氣鎖能力；并由徑流葉片 14加速流體，以獲得較高揚(yáng)程；兩層葉片交錯(cuò)排布，利用軸流葉片15的尾流對(duì)徑流葉片14 的低壓區(qū)進(jìn)行壓力補(bǔ)充，增大葉輪8的攜氣能力。由于葉片的低壓區(qū)位置開(kāi)設(shè)沖擊孔16，利用泄漏回流破壞氣體積聚，而進(jìn)一步增大葉輪8的攜氣能力。所述的上、下導(dǎo)殼(7，10)上設(shè)有螺旋形葉片，葉片呈扭曲型，數(shù)量設(shè)為11個(gè)，葉片的入口傾角設(shè)定為20-60°，葉片厚度為2-5mm，葉片出口角設(shè)定為10-40°。上、下導(dǎo)殼 (7，10)安裝在葉輪8的輪轂17外部，葉輪8可在導(dǎo)殼內(nèi)上下竄動(dòng)。所述的鎖緊裝置6由兩個(gè)半環(huán)5、上鎖緊套23、下鎖緊套對(duì)、鎖緊螺柱25組成，半環(huán)5為半個(gè)圓柱體，且其外表面呈階梯狀，軸2上對(duì)應(yīng)半環(huán)5的位置處圓周方向設(shè)有凹槽， 兩個(gè)半環(huán)5套在軸2的凹槽外部，并且半環(huán)5上設(shè)的軸2外側(cè)設(shè)有軸套。鎖緊螺柱25上設(shè)有外螺紋，上鎖緊套23與下鎖緊套M上設(shè)有內(nèi)螺紋，且上鎖緊套23上部設(shè)有內(nèi)凸臺(tái)，上鎖緊套23、下鎖緊套M與鎖緊螺柱25螺紋連接后套在半環(huán)5外部，并通過(guò)上鎖緊套23上的內(nèi)凸臺(tái)壓緊半環(huán)5。該鎖緊裝置采用兩半環(huán)5承載由軸套11傳遞的葉輪8的軸向力，并傳遞給軸2，同時(shí)利用軸上的凹槽限定兩個(gè)半環(huán)5的軸向位置；為了防止兩半環(huán)5脫離，設(shè)計(jì)了上下鎖緊套，以限制兩半環(huán)的徑向位置，并通過(guò)限制鎖緊套的尺寸，使得上下鎖緊套軸向不接觸軸套，而是鎖緊螺柱25與軸套軸向接觸，從而使上下鎖緊套不承受由軸套傳遞的軸向力，鎖緊套的鎖緊是按照水力學(xué)原理，通過(guò)水流旋向來(lái)防脫的。實(shí)際使用時(shí)，該雙層葉片氣液混輸器的上端通過(guò)螺栓與潛油電泵相連，下端通過(guò)螺栓與油氣分離器或保護(hù)器相連，當(dāng)井液經(jīng)過(guò)油氣分離器進(jìn)入該雙層葉片氣液混輸器時(shí)， 葉輪8自身結(jié)構(gòu)使得葉輪8可以攜帶含氣量較高的井液，將較大氣泡破碎，并提供井液動(dòng)能；通過(guò)導(dǎo)殼流道的變化對(duì)經(jīng)過(guò)葉輪8提供動(dòng)能的井液進(jìn)行導(dǎo)流和壓縮，進(jìn)一步提高輸送液壓力，減小氣泡，由于采用多葉輪結(jié)構(gòu)，可以將氣泡進(jìn)一步細(xì)化；另外，由于導(dǎo)殼出口與葉輪入口間的壓差，使少量輸送液經(jīng)過(guò)葉輪輪轂17與導(dǎo)輪輪轂間隙、葉輪上蓋板18的沖擊孔 16對(duì)葉輪入口產(chǎn)品沖擊，進(jìn)一步防止葉輪入口氣體積聚的產(chǎn)生，提高葉導(dǎo)輪的攜氣量，可有效破壞氣體積聚的產(chǎn)生。在對(duì)此產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，測(cè)得吸入口出氣液比最高達(dá)到57%。使用該雙層葉片氣液混輸器，可以擴(kuò)大潛油電泵的使用范圍，有利于推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種雙層葉片氣液混輸器，包括上、下接頭(1，12)，且上、下接頭(1，12)外部螺紋連接有殼體(9)，其特征在于所述的殼體(9)內(nèi)部上、下接頭(1，12)之間由上至下依次設(shè)置有上軸承座(3)、壓緊管(4)、上導(dǎo)殼(7)、下導(dǎo)殼(10)，下接頭(12)內(nèi)部設(shè)有下軸承座 (26 )，上、下導(dǎo)殼(7，10 )內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)葉輪(8 )，所述的上軸承座(3 )和下軸承座(26 )通過(guò)軸承支撐有軸(2)，軸(2)的外部設(shè)有軸套(11)，軸(2)穿過(guò)上、下導(dǎo)殼(7，10)及葉輪(8) 后其兩端由軸套(11)固定，軸(2)中部外側(cè)還連接有鎖緊裝置(6)；所述的葉輪(8)由輪轂(17)、上蓋板(18)、下蓋板(21)、及若干組葉片組成，每組葉片由兩層葉片組成，其中葉輪(8)下端為平行與軸線方向的軸流葉片(15)，上端為垂直與軸線方向的徑流葉片(14)，并且兩層葉片交錯(cuò)排列；所述的上蓋板(18)與下蓋板(21)連接在輪轂(17)外側(cè)，且上蓋板(18)上開(kāi)有若干個(gè)平行于葉輪(8)中軸線的沖擊孔(16)；所述的上、下導(dǎo)殼(7，10)上設(shè)有螺旋形葉片；所述的鎖緊裝置(6)由兩個(gè)半環(huán)(5)、上鎖緊套(23)、下鎖緊套(24)、鎖緊螺柱(25)組成，外表面呈階梯狀的半環(huán)(5)套在軸(2)外部，上、下鎖緊套(23，24)與鎖緊螺柱(25)螺紋連接后套在半環(huán)(5)外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層葉片氣液混輸器，其特征在于所述的軸流葉片(15)的入口傾角為20士5°，厚度為2-5mm，由軸流葉片(15)入口邊到徑流葉片(14)出口邊之間的繞軸旋轉(zhuǎn)角度為35士5°，徑流葉片(14)出口角為45士5°，由軸流葉片(15)入口角到徑流葉片(14)出口角的總高度為20士5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙層葉片氣液混輸器。主要解決現(xiàn)有的潛油電泵入口井液氣液比高而影響潛油電泵的性能的問(wèn)題。其特征在于所述的殼體(9)內(nèi)部上、下接頭(1,12)之間由上至下依次設(shè)置有上軸承座(3)、壓緊管(4)、上、下導(dǎo)殼(7、10)，下接頭(12)內(nèi)部設(shè)有下軸承座(26)，上、下導(dǎo)殼(7,10)內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)葉輪(8)，所述的上、下軸承座(3,26)通過(guò)軸承支撐有軸(2)，軸(2)穿過(guò)上、下導(dǎo)殼(7,10)及葉輪(8)后其兩端由軸套(11)固定，軸(2)中部外側(cè)還連接有鎖緊裝置(6)。該雙層葉片氣液混輸器可有效破壞氣體積聚的產(chǎn)生，將氣體溶于液體，從而確保潛油電泵的性能穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F04D29/18GK102384111SQ201110402200
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者劉恒, 殷紅雯, 董振剛, 趙永武, 鄧輝, 邵永實(shí) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 大慶油田裝備制造公司, 大慶石油管理局