柱塞泵及油田用二氧化碳注入裝置制造方法
【專利摘要】柱塞泵及油田用二氧化碳注入裝置，屬于柱塞泵【技術領域】。一種柱塞泵，進液腔（102）位于泵腔（101）上方，進液腔（102）連通泵腔（101）的上部，排液腔（103）連通泵腔（101）的下部或側部，進液腔（102）上部通過排氣通道（105）連通泵體（1）外部，氣體會自動上升至進液腔上部，并且由于進液腔為低壓區，自動實現氣液分離，便于氣體的快速排出，還提供一種油田用二氧化碳注入裝置，包括二氧化碳儲罐（12）、進液管（13）和上述的柱塞泵，排氣通道（105）通過回流管（14）連通二氧化碳儲罐（12）的頂部，進液管（13）兩端分別連通二氧化碳儲罐（12）的底部和進液腔（102），將氣態二氧化碳回收至二氧化碳儲罐內。
【專利說明】柱塞泵及油田用二氧化碳注入裝置
【技術領域】
[0001]柱塞泵及油田用二氧化碳注入裝置，屬于柱塞泵【技術領域】，還涉及一種油田用二氧化碳注入裝置。
【背景技術】
[0002]在利用柱塞泵輸送二氧化碳等易汽化液體時，柱塞退出時泵腔體積變大，泵腔內的壓力迅速減小，泵腔內的液態二氧化碳容易汽化，泵腔內的氣態二氧化碳會嚴重降低柱塞泵的工作效率，中國專利號為98204169.1公開了一種液態二氧化碳注入裝置，在泵體上開設有一個連通泵腔的排放閥，用于將泵腔內的氣體排出， 申請人:在生產試驗過程中發現，柱塞進入泵腔時泵腔內氣態二氧化碳受壓縮在排放閥處容易形成干冰，造成排放閥堵塞，需要定時人工疏通，疏通時具有很大的安全隱患，高濃度的二氧化碳很容易造成疏通人員的窒息，氣態的高壓和超高壓介質泄露后果也非常危險，而且與泵腔連接的排氣閥排出氣體的壓力小于介質儲罐內的壓力，所以氣體無法返回儲罐，只能排入空氣中，造成浪費和環境污染。
【發明內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種將介質中的氣體快速排出，避免堵塞、能夠將汽化介質返回介質儲罐的柱塞泵，還提供一種回收利用二氧化碳注入泵產生的氣態二氧化碳的油田用二氧化碳注入裝置。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:該柱塞泵，包括泵體和柱塞，泵體內設有泵腔、進液腔和排液腔，柱塞活動設置在泵腔內，所述進液腔位于泵腔上方，進液腔連通泵腔的上部，排液腔連通泵腔的下部或側部，進液腔上部通過排氣通道連通泵體外部。采用上進下出的結構，泵腔內產生氣體由于比重輕，會自動上升至進液腔上部，并通過排氣通道排出，進液腔為低壓區，壓力小于排液腔，所以氣體進液進液腔后不會與液態介質混合，便于排出，進液腔內的液態介質也不會經過排氣通道排出，能夠實現氣體的快速排出；同時進液腔的壓力等于介質儲罐內的壓力，所以進液腔排出的氣體壓力要大于從泵腔排出的氣體壓力，克服泵腔排出的氣體由于壓力小無法自動返回介質儲罐的缺陷；進液腔內的壓力穩定，汽化的介質不會由于壓力變化變成固體，避免堵塞排氣通道。
[0005]進一步的，所述泵體在進液腔上側設有集氣裝置，集氣裝置與進液腔相連通。進液腔內的空氣進入集氣裝置，能夠防止氣體在排出的過程中將進液腔內的液態介質排出，具有氣液分離的效果。
[0006]優選的，所述泵體內設有多個泵腔，多個泵腔分別與進液腔連通，每個泵腔對應設置有一個集氣裝置。因為液態介質在進液腔內流動并進入泵腔，流動的介質會對氣體造成阻力，為每個泵腔分別設置一個集氣裝置，能夠使氣體快速進入集氣裝置內，防止氣體在進液腔內形成氣室，提高泵的工作效率。
[0007]優選的，所述集氣裝置為開設在泵體內的集氣腔，進液腔穿過集氣腔下部，排氣通道連通集氣腔的上部。結構簡單，不占用泵體以外的空間，液態與氣態介質在集氣腔內完成分離，氣體通過排氣通道排出，氣液分離完全。
[0008]優選的，所述泵體上端設有一個密封固定在進液腔上端的進液腔壓板，排氣通道開設在進液腔壓板上。便于加工集氣腔。
[0009]優選的，所述集氣裝置為設置在泵體外部的儲氣罐，儲氣罐入口通過排氣通道連通進液腔，儲氣罐出口設有回流管接頭。儲氣罐不受泵體體積的限制，存儲空間大，排氣效果更好，氣液分離更好。
[0010]優選的，所述泵體為L形，進液腔位于豎直部的上端，泵腔位于L形彎折部，排液腔位于水平部內。L形的泵體將泵腔設置為L形，體積更小，縮小了泵腔到排液閥球之間的距離，也就減少了泵腔中的無效的容積，提高容積效率，從而提高泵的工作效率。
[0011]優選的，所述進液腔與泵腔之間設有進液閥球，排液腔與泵腔之間設有排液閥球，進液閥球與排液閥球為陶瓷材質。陶瓷材質的閥球比重輕，動作靈敏，提高泵的工作效率。
[0012]所述泵體為豎向設置的直通型，進液腔位于泵體豎直部的上端，泵腔位于泵體中部，排液腔位于泵體下部。
[0013]一種油田用二氧化碳注入裝置，包括二氧化碳儲罐、進液管和上述的柱塞泵，排氣通道通過回流管連通二氧化碳儲罐的頂部，進液管兩端分別連通二氧化碳儲罐的底部和進液腔。將進液腔內的氣體二氧化碳回收至二氧化碳儲罐內，由于二氧化碳儲罐內的溫度低，能夠將氣態的二氧化碳再次液化，實現二氧化碳的回收利用，同時避免將二氧化碳排至空氣中造成溫室效應。
[0014]與現有技術相比，本實用新型柱塞泵及油田用二氧化碳注入裝置的上述技術方案所具有的有益效果是:
[0015]1、進液腔位于泵腔上方，采用上進下出的結構，泵腔內產生氣體由于比重輕，而液態介質比重遠大于氣態介質，氣體會自動上升至進液腔上部，并且由于進液腔為低壓區，壓力小于排液腔，所以氣體進液進液腔后不會與液態介質混合，便于排出，進液腔內的液態介質也不會經過排氣通道排出，克服現有柱塞泵下進上出，高壓區位于泵腔上方，氣體上升至高壓區后與液態介質混合，氣液無法分離，大量氣體無法排出，排出氣體中攜帶大量液態介質的缺陷，實現氣液自動分離和氣體的快速排出。
[0016]2、進液腔的壓力等于介質儲罐內的壓力，所以進液腔排出的氣體壓力要大于從泵腔排出的氣體壓力，克服泵腔排出的氣體由于壓力小無法自動返回介質儲罐的缺陷；進液腔內的壓力穩定，汽化的介質不會由于壓力變化變成固體，避免堵塞排氣通道，如介質為二氧化碳，二氧化碳在排氣通道處容易形成干冰造成堵塞，在疏通的過程中高壓二氧化碳氣體排出被工作人員吸入后容易造成窒息的危險。
[0017]3、泵體在進液腔上側設有集氣裝置，進液腔內的空氣進入集氣裝置，能夠防止氣體在排出的過程中將進液腔內的液態介質排出，具有氣液分離的效果。
[0018]4、泵腔上方的進液腔分別連通有一個集氣裝置，因為液態介質在進液腔內流動并進入泵腔，流動的介質會對氣體造成阻力，為每個泵腔分別設置一個集氣裝置，能夠使氣體快速進入集氣裝置內，防止氣體在進液腔內形成氣室，提高泵的工作效率。
[0019]5、排氣通道通過回流管連通二氧化碳儲罐的頂部，進液管兩端分別連通二氧化碳儲罐的底部和進液腔，將進液腔內的氣態二氧化碳回收至二氧化碳儲罐內，由于二氧化碳儲罐內的溫度低，能夠將氣態的二氧化碳再次液化，實現二氧化碳的回收利用，同時避免將
二氧化碳排至空氣中造成溫室效應。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型柱塞泵實施例1的結構示意圖。
[0021]圖2為本實用新型柱塞泵實施例2的結構示意圖。
[0022]圖3本實用新型柱塞泵實施例3的結構示意圖。
[0023]圖4為圖3中A-A處的剖視圖。
[0024]圖5為本實用新型柱塞泵實施例4的結構示意圖。
[0025]圖6為圖5中B-B處的剖視圖。
[0026]圖7為本實用新型柱塞泵實施例5的結構示意圖。
[0027]圖8為圖7中C-C處的剖視圖。
[0028]圖9為本實用新型柱塞泵實施例6的結構示意圖。
[0029]圖10為圖9中D-D處的剖視圖。
[0030]圖11為本實用新型柱塞泵實施例7的結構示意圖。
[0031]圖12為油田用二氧化碳注入裝置的結構示意圖。
[0032]其中:1、泵體101、泵腔102、進液腔103、排液腔104、集氣腔105、排氣通道106、進液口 2、柱塞3、進液閥球4、進液閥彈簧5、排液閥球6、排液閥彈簧7、進液腔壓板8、回流管接頭9、方法蘭10、定位螺栓11、儲氣罐12、二氧化碳儲罐13、進液管14、
回流管。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖f 12對該柱塞泵及油田用二氧化碳注入裝置做進一步說明，其中實施例6是柱塞泵的最佳實施例。
[0034]實施例1
[0035]參照圖1，柱塞泵包括泵體I和柱塞2，泵體I為L形，泵體I內分別設有泵腔101、進液腔102和排液腔103，進液腔102位于泵體I豎直部的上端，泵腔101位于泵體I的L形彎折部，排液腔103位于泵體I水平部內，柱塞2活動設置在泵腔101內，進液腔102連通泵腔101的上部，排液腔103連通泵腔101的側部，進液腔102上部通過排氣通道105連通泵體I外部，管路中汽化的介質以及泵腔101內汽化的介質會因為氣體比重輕自動上升，由泵腔101進入進液腔102內的頂部，并通過排氣通道105排出，排氣順暢，進液腔102內的壓力與介質儲罐中的壓力相等，排氣通道105內的氣體就能夠返回到介質儲罐中，實現回收利用，減少浪費，避免將介質排放至空氣中造成污染的問題。該方案中進液腔102 (低壓區)位于泵腔101上方，排液腔103 (高壓區)位于泵腔101下方，這樣介質中摻雜的氣體直接上逸并通過排氣通道105排出，氣體就不會經過泵腔101，能夠有效提高泵的工作效率。以往柱塞泵均采用下進上出的結構，如果借用氣體比重輕自動上升的特性，就需要將排氣通道105連通上方的排液腔103 (高壓區)，排液腔103的壓力是非常高的，尤其是在向油井下注二氧化碳時，泵腔101內氣體與高壓介質混合后是無法從排氣通道105排出的，氣液在高壓的情況下很難被分離的，即使分離也會增加成本，所以如果將排氣通道105連通排液腔103 (高壓區)，那么從排氣通道105排出的是氣液混合物，大部分都是液態介質，實際上大部分氣體是無法排出的，而且泵腔101內因為壓力變化汽化的介質并不能快速排出，也就無法克服泵腔101內的氣體造成柱塞泵工作效率降低的問題。
[0036]較佳的，本實施例中進液腔102的容積要大于排液腔103的容積，而且進液腔102是上大下小的錐臺形，進液腔102上部的壓力小，便于汽化的介質快速上升并排出，進液口106連通進液腔102的中部，進液腔102內的氣體高于進液口 106以后會快速上升，提高排氣速度，進一步提高泵的工作效率。
[0037]進液腔102與泵腔101之間設有進液閥球3和進液閥彈簧4，泵腔101與排液腔103之間設有排液閥球5和排液閥彈簧6，通過定位螺栓10來對泵體I內的閥座進行定位，防止閥座方向改變造成堵塞，進液閥球3和排液閥球5均采用陶瓷材質，陶瓷材質的閥球比重輕，能夠提高泵的效率，而且陶瓷材質的閥球耐磨、耐腐蝕，能夠提高泵的可靠性和使用壽命。較佳的，進液腔102與泵腔101之間，以及泵腔101與排液腔103之間均采用直通閥，介質的流道為直的，流動性更好，減小了介質的阻力，提高了泵的工作效率。
[0038]工作過程:液態介質通過進液口 106進入進液腔102內，柱塞2退出泵腔101，泵腔101內的壓力減小，進液腔102內壓力大于泵腔101內的壓力，進液閥球3向下壓縮進液閥彈簧4，進液腔102內的介質進入泵腔101內，同時部分液態的介質發生汽化，汽化的介質自動上升至進液腔102的頂部，進而通過排氣通道105排出。
[0039]柱塞2進入泵腔101，泵腔101內的壓力迅速增加，進液閥彈簧4上升推動進液閥球3關閉進液腔102，泵腔101內的壓力大于排液腔103內的壓力，排液閥球5向下壓縮排液閥彈簧6打開排液腔103，泵腔101內的介質進入排液腔103內，完成介質的輸送。
[0040]實施例2
[0041]參照圖2，柱塞泵包括泵體I和柱塞2，泵體I為直通型，泵體I內由上至下依次開設有進液腔102、泵腔101和排液腔103，泵體I下端密封固定有方法蘭9，柱塞2活動設置在泵腔101內，泵體I上端開設有一個排氣通道105，排氣通道105內端與進液腔102上部連通，排氣通道105外端連通泵體I外部，泵腔101內的介質汽化后氣體比重輕，自動上升，由泵腔101進入進液腔102內的頂部，并通過排氣通道105排出，排氣順暢，進液腔102內的壓力與介質儲罐中的壓力相等，排氣通道105內的氣體就能夠返回到介質儲罐中，實現回收利用，減少浪費，避免將介質排放至空氣中造成污染的問題，本實施例加工方便。其他結構和工作過程同實施例1。
[0042]實施例3
[0043]參照圖3?4，本實施例與實施例2的區別在于:泵體I上端固定有一個進液腔壓板7，進液腔壓板7與泵體I之間開設有一個集氣腔104，進液腔102連通集氣腔104的下部，排氣通道105開設在進液腔壓板7上，并與集氣腔104的上部連通，泵腔101內產生的氣體上升到進液腔102內后繼續上升，氣體會集中在集氣腔104的上部，排氣通道105排出氣體時能夠有效防止進液腔102內的液態介質隨氣體排出，實現氣液分離，提高排氣性能和泵的工作效率，進液腔壓板7上設有一個回流管接頭8，便于連接管路將氣態介質返回介質儲罐內。
[0044]參照圖4，泵體I內設有多個泵腔101，進液腔102有且只有一個，分別與各泵腔101連通，泵腔101上方的進液腔102分別連通有一個集氣腔104，如果僅設置一個集氣腔104，氣體受在進液腔102內流動的液態介質的影響，很難到達集氣腔104，與泵腔101分別對應開設一個集氣腔104，較佳的，集氣腔104位于泵腔101的正上方，能夠有效保證氣體迅速進入相應的集氣腔104內，實現快速排氣的目的，避免在進液腔102內產生氣室。其他結構同實施例2。
[0045]實施例4
[0046]參照圖5，泵體I為L形，進液腔102位于豎直部的上端，泵腔101位于L形彎折部，排液腔103位于水平部內，泵體I上端開設有一個集氣腔104，進液腔102連通排液腔103的底部。
[0047]參照圖6，泵體I內設有多個泵腔101，進液腔102有且只有一個，分別與各泵腔101連通，泵腔101上方的進液腔102分別連通有一個集氣腔104。其他結構同實施例1。
[0048]實施例5
[0049]參照圖7，本實施例與實施例2的區別在于:泵體I外部設有一個儲氣罐11，儲氣罐11入口與排氣通道105連通，儲氣罐11出口設有回流管接頭8，通過儲氣罐11防止進液腔102內的液態介質通過排氣通道105排出，只需要在現有的泵體I上開設排氣通道105，連接一個外置的儲氣罐11，結構簡單，可以對現有的柱塞泵進行改造，加工方便，而且儲氣罐11的容積相對于集氣腔104更大，能夠容納更多的氣體，排氣效果更好。
[0050]參照圖8，泵體I內設有多個泵腔101，各泵腔101分別與進液腔102連通，泵體I上側設有多個儲氣罐11，各儲氣罐11分別位于泵腔101的正上方，并通過排氣通道105連通進液腔102的上部，分別收集泵腔101內產生氣體，防止在進液腔102內產生氣室，排氣效果更好。其他結構同實施例2。
[0051]實施例6
[0052]參照圖9?10，本實施例與實施例1的區別在于:在排氣通道105的出口處設有一個儲氣罐11，儲氣罐11位于泵體I的上方，泵體I內設有多個泵腔101，各泵腔101分別與進液腔102連通，多個儲氣罐11分別與各泵腔101對應設置，儲氣罐11位于泵腔101的正上方，氣體經過集氣腔104后進入儲氣罐11內，進一步提高氣液分離的效果，防止進液腔102的內液態介質隨氣體排出。其他結構同實施例1。
[0053]實施例7
[0054]參照圖11，本實施例與實施例6的區別在于:儲氣罐11有且只有一個，各進液腔102的上部分別連通儲氣罐11的進氣口，結構簡單。其他結構同實施例6。
[0055]以上是柱塞泵的多個實施例，但并非窮舉，本實用新型的柱塞泵可以是以上的任意組合。本實用新型還提供了一種油田用二氧化碳注入裝置。
[0056]參照圖12，該油田用二氧化碳注入裝置，包括二氧化碳儲罐12、進液管13和上述任意一個實施例中的柱塞泵，排氣通道105連通二氧化碳儲罐12的頂部，進液管13兩端分別連通二氧化碳儲罐12的底部和進液腔102，二氧化碳儲罐12內的液態二氧化碳經過進液管13進入進液腔102內，柱塞2伸縮將液態二氧化碳注入油井下，泵腔101內產生氣態二氧化碳上升至進液腔102的頂部，并通過排氣通道105和回流管14返回二氧化碳儲罐12內，由于二氧化碳儲罐12內的溫度低，氣態的二氧化碳再次液化，實現二氧化碳的回收利用，同時防止二氧化碳排入空氣中造成溫室效應。
[0057]本實用新型的油田用二氧化碳注入裝置可以采用實施例1?7中任意的柱塞泵。[0058]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種柱塞泵，包括泵體(I)和柱塞(2)，泵體(I)內設有泵腔(101)、進液腔(102)和排液腔(103)，柱塞(2)活動設置在泵腔(101)內，其特征在于:所述進液腔(102)位于泵腔(101)上方，進液腔(102)連通泵腔(101)的上部，排液腔(103)連通泵腔(101)的下部或側部，進液腔(102 )上部通過排氣通道(105 )連通泵體(I)外部。
2.根據權利要求1所述的柱塞泵，其特征在于:所述泵體(I)在進液腔(102)上側設有集氣裝置，集氣裝置與進液腔(102)相連通。
3.根據權利要求2所述的柱塞泵，其特征在于:所述泵體(I)內設有多個泵腔(101)，多個泵腔(101)分別與進液腔(102)連通，每個泵腔(101)對應設置有一個集氣裝置。
4.根據權利要求2或3所述的柱塞泵，其特征在于:所述集氣裝置為開設在泵體(I)內的集氣腔(104)，進液腔(102)穿過集氣腔(104)下部，排氣通道(105)連通集氣腔(104)的上部。
5.根據權利要求4所述的柱塞泵，其特征在于:所述泵體(I)上端設有一個密封固定在進液腔(102)上端的進液腔壓板(7)，排氣通道(105)開設在進液腔壓板(7)上。
6.根據權利要求2或3所述的柱塞泵，其特征在于:所述集氣裝置為設置在泵體(I)夕卜部的儲氣罐(11)，儲氣罐(11)入口通過排氣通道(105 )連通進液腔(102 )，儲氣罐(11)出口設有回流管接頭(8)。
7.根據權利要求1?3任一項所述的柱塞泵，其特征在于:所述泵體(I)為L形，進液腔(102)位于泵體(I)豎直部的上端，泵腔(101)位于泵體(I) L形彎折部，排液腔(103)位于泵體(I)水平部內。
8.根據權利要求1?3任一項所述的柱塞泵，其特征在于:所述泵體(I)為豎向設置的直通型，進液腔(102)位于泵體(I)豎直部的上端，泵腔(101)位于泵體(I)中部，排液腔(103)位于泵體(I)下部。
9.根據權利要求1所述的柱塞泵，其特征在于:所述進液腔(102)與泵腔(101)之間設有進液閥球(3)，排液腔(103)與泵腔(101)之間設有排液閥球(5)，進液閥球(3)與排液閥球(5)為陶瓷材質。
10.一種油田用二氧化碳注入裝置，其特征在于:包括二氧化碳儲罐(12)、進液管(13)和權利要求1?9任一項所述的柱塞泵，排氣通道(105)通過回流管(14)連通二氧化碳儲罐(12)的頂部，進液管(13)兩端分別連通二氧化碳儲罐(12)的底部和進液腔(102)。
【文檔編號】F04B15/00GK203796512SQ201420214057
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】孫萬春 申請人:博山水泵制造廠