[發明專利]一種大流量二氧化碳注入泵

在審

• 申請號: 202110690797.2
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113202716A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 王偉光;李瑜;付瑜;萬金川;許開富;李隨波;劉曉光;吳建光;張守仁;張兵;陸小霞
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所;中聯煤層氣有限責任公司
• 主分類號: F04B15/08
• 分類號: F04B15/08;F04B53/16;F04B53/10;F04B53/06;F04B53/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王楊洋

本發明涉及一種大流量二氧化碳注入泵，其目的是解決現有二氧化碳注入泵中需要在保證大流量注入的同時，盡可能提高泵效率的技術問題。該注入泵通過增加入口的通道數得到了雙入口注入泵結構，通過優化進液彈簧和進液閥板的匹配性，保證進液閥的關閉滯后角為0～4°，通過優化排液彈簧和排液閥芯的匹配性，保證排液閥的關閉滯后角為0～6°，這種注入泵結構在增加入口流通面積，且保證泵效率不降低的情況下，減少了泵入口流阻，最終達到了在不增加泵主體結構尺寸的條件下，提高泵流量上限的目的，擴大了往復式二氧化碳注入泵流量的工況范圍。與現有增大進口結構設計的注入泵相比，在同等注入總量的情況下，可以減少工作時間及能源消耗。

技術領域

本發明涉及一種大流量二氧化碳注入泵，特別是一種具有體積小、重量輕、大排量的二氧化碳注入泵，可在煤層氣和石油開采等領域中需要注入二氧化碳的施工中應用。

背景技術

二氧化碳注入泵的注入介質為臨界沸騰狀態的低溫液體二氧化碳，泵介質容易汽化使注入泵產生氣堵故障(因低溫液體二氧化碳在注入時變為氣態，導致泵內壓力不夠高，發生氣堵)。為解決該問題，在設計注入泵時一般采取較低的泵沖次，在泵入口采用較大的入口通流面積，配合較大的入口泵閥結構，該方法可降低因泵入口流速降低導致的泵入口容積損失，從而降低氣堵故障的發生概率。但較大的入口泵閥結構需相應增加閥板或閥芯的重量，導致泵閥的響應速度降低，閥板關閉的滯后時間增加，最終降低了注入泵的容積效率。而在二氧化碳注入泵的注入施工中，通常希望在保證大流量注入的同時，盡可能提高泵效率，以減少注入工作時間及能源消耗，以提高工作效率及經濟效益。

發明內容

本發明的目的是解決現有二氧化碳注入泵需要在保證大流量注入的同時，盡可能提高泵效率的技術問題，提供一種大流量二氧化碳注入泵。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術解決方案如下：

一種大流量二氧化碳注入泵，其特殊之處在于：

包括泵殼體、設置于泵殼體上端的柱塞單元、設置于泵殼體下端的高壓蓋、分別設置于泵殼體外壁兩側的兩個入口單元，以及設置于泵殼體內的進液閥和排液閥；

所述柱塞單元包括柱塞殼體、柱塞、第一壓緊螺母和密封件；所述柱塞通過第一壓緊螺母由柱塞殼體上端插入柱塞殼體內，所述密封件設置于柱塞殼體內的柱塞段與柱塞殼體內壁之間，柱塞殼體下端與泵殼體固連；所述第一壓緊螺母與柱塞殼體螺紋連接；所述柱塞與第一壓緊螺母配合；

所述高壓蓋與泵殼體之間設有第一間隙，且二者通過通過連接件固連；

所述入口單元包括連接法蘭和入口法蘭，以及設置于二者之間的連接管路；所述連接管路的一端與連接法蘭的內圓固連，另一端與入口法蘭的內圓固連；所述連接法蘭與泵殼體固連；泵殼體上與連接法蘭內圓對應位置設有與泵殼體內腔連通的第一通孔；

所述進液閥為彈簧式單向閥，其關閉滯后角為0～4°；所述進液閥的進液口與兩個入口單元分別經第一通孔連通，出液口與柱塞殼體內腔連通；

所述排液閥為彈簧式單向閥，其關閉滯后角為0～6°；所述排液閥的進液口與進液閥的腔體連通，側壁與泵殼體內壁之間設有第二間隙，出液口經第二間隙和第一間隙與泵殼體外部空間相通。

進一步地，所述進液閥包括進液缸、進液閥座、進液閥板和進液彈簧；

所述進液缸包括由上至下依次固連的上圓盤、空心柱和下圓盤；上圓盤和下圓盤的中心均沿軸向設有與空心柱的中心連通的第二通孔；所述上圓盤上第二通孔的兩側沿軸向設有第三通孔，第三通孔與對應的第一通孔連通，且第三通孔位于進液閥板的下方；

所述泵殼體上部的內壁上設有第一凸緣，第一凸緣上表面限位柱塞殼體；

所述進液閥座被第一凸緣下表面限位，進液閥座為一端敞口的筒狀結構；

所述進液閥板和進液彈簧均設置于進液閥座內；