双腔液体往复驱动多相流混输方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双腔液体往复驱动多相流混输方法及其装置，利用两罐交替形成的真空吸入腔和压缩排出腔，作为多相流混输泵的吸入室和排出室，液气混合物中的气体在罐内分离后，被液体压缩排出罐外，动力泵始终工作在纯液体工况，消除了高含气对泵的影响问题，使用普通的水泵即可实现多相流的混合输送，甚至可以作为纯气体的真空泵和压缩机连续运行，为多相流混输技术领域，提供了新的技术方法和研发方向。

【技术实现步骤摘要】
双腔液体往复驱动多相流混输方法及其装置
本专利技术属于油田生产中油、气混合输送和天然气井增压输送装置领域，具体涉及一种液体、气体或液体、气体多相流混合状态下的混输方法与装置。
技术介绍
原油产出物主要是油、水、气的混合物，同时还含有少量的泥沙，是一种多相混合物。油田油气采输的传统工艺是先将油、气、水分离，再用油泵、水泵、压缩机分别输送，存在工艺流程复杂，投资大、运行维护困难等缺点。多相流混输技术是近年来发展起来的一种高效、经济的泵送技术，是国内外油田采输技术的发展趋势。它是用一台多相流混输泵，代替输液泵和气体压缩机，通过一条管道，同时输送含有沙粒的油、气、水。多相流混输泵是一种专门用于输送原油混合物的设备，与分离法相比，他不需要设立专门的分离设备，节省了一条管道流程，特别适合原油混合物的远距离输送。我国在多相流混输泵产品的开发方面，还处于起步研究阶段，主要有螺杆泵、滑板式转子泵等机械旋转式多相流混输泵，存在着众多技术难题，有待研究解决，多相流混输泵主要依靠进口，消耗着大量外汇资金，因此研究和开发多相流混输泵对我国石油开发有着十分重要的意义。目前国内外机械旋转式多相流混输泵，普遍存在以下技术难题：1.高含气对多相流混输泵的影响：机械旋转式多相流混输泵都属于间隙密封，在输送气体时需要部分液体来保证泵腔的密封、润滑和冷却，在高含气或段塞流状态下，多相流混输泵会因缺少液体密封，致使泵效大幅下降，甚至无法运行。2.高含水对多相流混输泵的影响：多相流中油、气、水混合并不均匀，在高含水状态下，水会将泵腔内各摩擦部件间的润滑油带走，如转子与侧板、螺杆与螺套、转子轴承等部件，因缺乏润滑油而加剧磨损，造成短期内烧结损坏。3.多相流混输泵的动态密封问题：多相流混输泵最大的密封难题，在于轴端和泵腔内轴用动态密封，它面临的是一个多相密封问题。不仅是纯液或纯气条件下的密封，还要考虑在高速及变速状态下的密封难题。多相流混输泵的密封问题，是国内外多相流混输泵设计研究的重要问题。4.负荷变化对多相流混输泵的影响：机械旋转式多相泵的负荷和转速，会随介质流态的变化而变化，而高速旋转的转子又加剧了气、液分离，产生更大的负荷变化，造成传动轴的剧烈振动和位移，甚至断裂。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种驱动泵始终工作在纯液体工况的双腔液体往复驱动多相流混输方法与装置，实现液体、气体或液体、气体混合输送。本专利技术的原理如下：动力泵驱动左罐、右罐中的液体往复循环，使左罐、右罐交替形成动力泵进、出口端的真空吸入腔和压缩排出腔，实现对液体、气体或液体、气体混合物的连续输送；液位计将左罐、右罐的液位信号传输给数据采集控制系统；数据采集控制系统根据左罐、右罐的液位变化，控制电磁阀组或者电磁换向阀的开启和关闭，自动切换动力泵进、出口流向；左罐、右罐上入口单向阀、出口单向阀，受左罐、右罐内压力控制，自动开启和关闭，实现对被输送介质的连续吸入和排出。首先，本专利技术提供双腔液体往复驱动多相流混输装置的技术方案，其包括电磁阀组换向和电磁换向阀换向两种形式，具体如下：其一，电磁阀组换向的双腔液体往复驱动多相流混输装置的技术方案如下：包括左罐、右罐、动力泵、数据采集控制系统、电磁阀组、单向阀组以及入、出口汇管；其中：所述左罐、右罐的上部均设有介质入口和介质出口，且所述介质入口均通过入口单向阀与所述入口汇管连接，所述介质出口均通过出口单向阀与所述出口汇管连接；所述左罐、右罐的侧壁的上部均设有循环液入口、下部均设有循环液出口，且所述循环液入口上均连接有入口电磁阀、循环液出口上均连接有出口电磁阀；所述动力泵的入口管线设有分支分别与所述左罐、右罐的出口电磁阀连接，所述动力泵的出口管线设有分支分别与所述左罐、右罐的入口电磁阀连接；所述左罐、右罐上均安装有液位计，且所述液位计分别通过数据线与所述数据采集控制系统连接；所述数据采集控制系统分别通过控制线与所述入口电磁阀、出口电磁阀连接。其二，电磁换向阀换向的双腔液体往复驱动多相流混输装置的技术方案如下：包括左罐、右罐、动力泵、数据采集控制系统、电磁换向阀、单向阀组以及入、出口汇管；其中：所述左罐、右罐的上部均设有介质入口和介质出口，且所述介质入口均通过入口单向阀与所述入口汇管连接，所述介质出口均通过出口单向阀与所述出口汇管连接；所述左罐、右罐的侧壁上均设有一个循环液出入口，所述动力泵通过同一电磁换向阀分别与左罐、右罐的循环液出入口连接；所述左罐、右罐上均安装有液位计，且所述液位计分别通过数据线与所述数据采集控制系统连接；所述数据采集控制系统通过控制线与所述电磁换向阀连接。进一步的，电磁换向阀换向方式中：所述左罐、右罐的循环液出入口分别与所述电磁换向阀的A口、B口连接，所述动力泵的入口、出口分别与所述电磁换向阀的T口、P口连接。进一步的，电磁阀组换向和电磁换向阀换向两种方式中：所述左罐、右罐的底部均设有排污口，且所述排污口上安装有排污阀。所述液位计的感应端分别与所述左罐、右罐下部的液位检测口连接、通气端分别与所述左罐、右罐上部的介质出口相连。接着，提供一种应用上述双腔液体往复驱动多相流混输装置输送液体、气体混合介质的方法，同理也是包括电磁阀组换向和电磁换向阀换向两种形式，具体如下：其一，电磁阀组换向的双腔液体往复驱动多相流混输装置输送液体、气体混合介质的方法，包括如下步骤：（1）将双腔液体往复驱动多相流混输装置通过入口汇管、出口汇管串联安装在流体混输管道上；液体、气体混合介质依次经入口汇管、入口单向阀和介质入口同时流入左罐和右罐内；左罐、右罐内的气体依次经介质出口、出口单向阀以及出口汇管排出；（2）当左罐和右罐内液位到达预先设定的上止点位置时，液位计将液位信号传输给数据采集控制系统，数据采集控制系统根据液位信号发出控制指令：关闭左罐上的入口电磁阀和右罐上的出口电磁阀，同时打开左罐上的出口电磁阀和右罐上的入口电磁阀；（3）启动动力泵，左罐中的液体在动力泵的作用下被排入右罐内，整个混输装置处于左罐吸入、右罐排出的状态；（4）在动力泵入口负压的作用下，左罐内的液位开始下降，左罐上部形成真空，其入口单向阀开启、出口单向阀关闭，液、气混合介质经介质入口被吸入左罐内，混合介质进入左罐内后液、气分离，气体聚集在左罐顶部，液体随着液面向下运动；在动力泵出口正压的作用下，右罐内的液位上升，其入口单向阀、出口单向阀开启，右罐内的液体经介质出口排入出口汇管；（5）当左罐内的液位下降到预先设定的下止点位置时，液位计将液位信号传输给数据采集控制系统，数据采集控制系统根据液位信号发出控制指令：关闭左罐上的出口电磁阀和右罐上的入口电磁阀，同时打开左罐上的入口电磁阀和右罐上的出口电磁阀；（6）在动力泵的作用下右罐内的液体被排入左罐内，整个混输装置处于左罐排出、右罐吸入状态；（7）在动力泵入口负压的作用下，右罐内的液位开始下降，右罐上部形成真空，其入口单向阀开启、出口单向阀关闭，液、气混合介质经介质入口被吸入右罐内，混合介质进入右罐内后，液、气分离，气体聚集在右罐顶部，液体随着液面向下运动；在动力泵出口正压的作用下，左罐内的液位上升，其入口单向阀关闭、出口单向阀开启，左罐内的气体和液体经介质出口排入出口汇管；（8）当右罐内的液位下降到预先本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双腔液体往复驱动多相流混输装置，其特征在于，包括左罐、右罐、动力泵、数据采集控制系统、电磁阀组、单向阀组以及入、出口汇管；其中：所述左罐、右罐的上部均设有介质入口和介质出口，且所述介质入口均通过入口单向阀与所述入口汇管连接，所述介质出口均通过出口单向阀与所述出口汇管连接；所述左罐、右罐的侧壁的上部均设有循环液入口、下部均设有循环液出口，且所述循环液入口上均连接有入口电磁阀、循环液出口上均连接有出口电磁阀；所述动力泵的入口管线设有分支分别与所述左罐、右罐的出口电磁阀连接，所述动力泵的出口管线设有分支分别与所述左罐、右罐的入口电磁阀连接；所述左罐、右罐上均安装有液位计，且所述液位计分别通过数据线与所述数据采集控制系统连接；所述数据采集控制系统分别通过控制线与所述入口电磁阀、出口电磁阀连接。

【技术特征摘要】
1.双腔液体往复驱动多相流混输装置，其特征在于，包括左罐、右罐、动力泵、数据采集控制系统、电磁阀组、单向阀组以及入、出口汇管；其中：所述左罐、右罐的上部均设有介质入口和介质出口，且所述介质入口均通过入口单向阀与所述入口汇管连接，所述介质出口均通过出口单向阀与所述出口汇管连接；所述左罐、右罐的侧壁的上部均设有循环液入口、下部均设有循环液出口，且所述循环液入口上均连接有入口电磁阀、循环液出口上均连接有出口电磁阀；所述动力泵的入口管线设有分支分别与所述左罐、右罐的出口电磁阀连接，所述动力泵的出口管线设有分支分别与所述左罐、右罐的入口电磁阀连接；所述左罐、右罐上均安装有液位计，且所述液位计分别通过数据线与所述数据采集控制系统连接；所述数据采集控制系统分别通过控制线与所述入口电磁阀、出口电磁阀连接。2.双腔液体往复驱动多相流混输装置，其特征在于，包括左罐、右罐、动力泵、数据采集控制系统、电磁换向阀、单向阀组以及入、出口汇管；其中：所述左罐、右罐的上部均设有介质入口和介质出口，且所述介质入口均通过入口单向阀与所述入口汇管连接，所述介质出口均通过出口单向阀与所述出口汇管连接；所述左罐、右罐的侧壁上均设有一个循环液出入口，所述动力泵通过同一电磁换向阀分别与左罐、右罐的循环液出入口连接；所述左罐、右罐上均安装有液位计，且所述液位计分别通过数据线与所述数据采集控制系统连接；所述数据采集控制系统通过控制线与所述电磁换向阀连接。3.根据权利要求2所述的双腔液体往复驱动多相流混输装置，其特征在于，所述左罐、右罐的循环液出入口分别与所述电磁换向阀的A口、B口连接，所述动力泵的入口、出口分别与所述电磁换向阀的T口、P口连接。4.根据权利要求1-3任一项所述的双腔液体往复驱动多相流混输装置，其特征在于，所述左罐、右罐的底部均设有排污口，且所述排污口上安装有排污阀。5.根据权利要求1-3任一项所述的双腔液体往复驱动多相流混输装置，其特征在于，所述液位计的感应端分别与所述左罐、右罐下部的液位检测口连接、通气端分别与所述左罐、右罐上部的介质出口相连。6.应用权利要求1所述双腔液体往复驱动多相流混输装置输送液体、气体混合介质的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将双腔液体往复驱动多相流混输装置通过入口汇管、出口汇管串联安装在流体混输管道上；液体、气体混合介质依次经入口汇管、入口单向阀和介质入口同时流入左罐和右罐内；左罐、右罐内的气体依次经介质出口、出口单向阀以及出口汇管排出；（2）当左罐和右罐内液位到达预先设定的上止点位置时，液位计将液位信号传输给数据采集控制系统，数据采集控制系统根据液位信号发出控制指令：关闭左罐上的入口电磁阀和右罐上的出口电磁阀，同时打开左罐上的出口电磁阀和右罐上的入口电磁阀；（3）启动动力泵，左罐中的液体在动力泵的作用下被排入右罐内，整个混输装置处于左罐吸入、右罐排出的状态；（4）在动力泵入口负压的作用下，左罐内的液位开始下降，左罐上部形成真空，其入口单向阀开启、出口单向阀关闭，液、气混合介质经介质入口被吸入左罐内，混合介质进入左罐内后液、气分离，气体聚集在左罐顶部，液体随着液面向下运动；在动力泵出口正压的作用下，右罐内的液位上升，其入口单向阀、出口单向阀开启，右罐内的液体经介质出口排入出口汇管；（5）当左罐内的液位下降到预先设定的下止点位置时，液位计将液位信号传输给数据采集控制系统，数据采集控制系统根据液位信号发出控制指令：关闭左罐上的出口电磁阀和右罐上的入口电磁阀，同时打开左罐上的入口电磁阀和右罐上的出口电磁阀；（6）在动力泵的作用下右罐内的液体被排入左罐内，整个混输装置处于左罐排出、右罐吸入状态；（7）在动力泵入口负压的作用下，右罐内的液位开始下降，右罐上部形成真空，其入口单向阀开启、出口单向阀关闭，液、气混合介质经介质入口被吸入右罐内，混合介...

【专利技术属性】
技术研发人员：官天日，
申请(专利权)人：官天日，
类型：发明
国别省市：山东,37