专利名称：一种潜油泵用气液混合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气液混合装置，特别是关于一种潜油泵用气液混合器。
技术背景在石油开采过程中往往会存在着伴生气，电潜泵在石油开采过程中承担着将 石油在井内增压，举升至地面的作用，因此伴生气过多会使电潜泵的特性变差。 根据使用经验，泵性能的恶化程度与吸入口处含气量有密切的关系，含气量过高 时，电潜泵性能急剧恶化，并且会发生气锁、气振等现象，影响电泵的使用。目前使用的电潜泵，对于高含气的油井， 一般采取加深泵挂深度及使用气体 分离器的办法。加深泵挂深度，利用深处压力高，气体能够被更大程度压縮的办 法，降低电潜泵吸入口处的含气率，从而使电潜泵能够顺利运转。使用气体分离 器，能够将部分游离气从产液中脱离，排到油套环空当中，从而降低电潜泵吸入 口处的含气率，使电潜泵能够顺利运转。但是上述加深泵挂深度的办法具有很大 的局限性，并且电泵下入深度过深，需要过长的电缆，使成本增加；而使用气体 分离器的办法，其适用范围有限，不能应用在含气过高的油井中，并且气体被分 离出去，也不能再利用气体对产液的举升能力，是一种天然能量的浪费。根据国外的实验发现，电泵运行过程中靠近吸入口处的叶片受影响最大，性 能最容易恶化，越靠后，性能越好。分析认为，靠近吸入口的数级叶片对泵内流 体起到了搅拌作用，气体与液体的混合程度越均匀，气体对泵的冲击影响也就越 小。美国一家公司研制了一种气体处理装置，其核心是利用轴流道泵过流面积大 不怕气锁的特点，利用优化设计的流道， 一方面增加流体的压力压縮气体体积， 一方面能够对流体进行混合，达到保护电泵的目的。但是这一装置结构复杂，售 价较高，没有大量的被应用。 发明内容针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单，能使气液混合均匀的潜 油泵用气液混合器。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案 一种潜油泵用气液混合器，其 特征在于它包括一外壳，在所述外壳内设置至少一组由导轮和叶轮组合成的基 本单元，所述导轮和叶轮穿接在同一泵轴上，所述导轮呈中空桶形的外壁固定连 接在所述外壳内，所述外壁出口端设置有若干导流片，所述导流片的外缘端固定到所述外壁上，内缘端固定到一导轮轴套上，所述导轮轴套有间隙地套设在所述 泵轴上；所述叶轮设置在所述导轮空腔内，包括一叶轮轴套和在所述叶轮轴套上 径向布置的若干叶片，所述叶轮轴套固定套设在所述泵轴上，所述每一叶片上设 置有若干穿孔。所述穿孔沿径向设置为一排以上。所述穿孔孔径从叶片根部到叶片边缘依次由小到大。 所述叶片边缘的穿孔为半孔。 所述每一排上各穿孔间距相等。 所述叶片为3 5片。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明的主体由于只采 用导轮和叶轮，结构简单，加工方便，造价低，所以具有经济价值。2、本发明由 于在叶片上设置的穿孔内小外大，因此能够使气体被液体充分混合，使电潜泵运 转顺利。3、本发明由于在出口端设置导流片，使得高速运转的混合流体碰到后， 部分动能转变为压力势能，从而能将气体进一步压縮，縮小气体体积的同时提高 流体举升力。4、经过本发明处理后的混合流体，气液混合均匀，进入电泵后可以 对电泵起到保护作用，并且气体的混入，可以降低原油的黏度及密度，能够提高 泵效，因此可以广泛应用于油田开采作业中。
图1是本发明的一种多级串联组合示意图 图2是本发明导轮的剖视示意图 图3是图2的侧视示意图 图4是本发明叶轮的俯视示意图 图5是图4的前视示意图具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的说明。如图1所示，本发明包括一外壳1，在外壳1内至少设置一组由导轮2和叶轮 3组合成的基本单元，根据工作需要，可以将多级导轮1和叶轮2的基本单元同向 串联使用。导轮2和叶轮3都穿接在同一泵轴4上，然后通过法兰连接到潜油泵 的吸入口下面(本图未示出)。泵轴4可以为潜油泵的泵轴，也可以单独设置，通过联轴器与潜油泵的泵轴连接。如图l、图2、图3所示，导轮2具有一中空桶形外壁21，在导轮外壁21出 口处设置有若干导流片22，导流片22的外缘端固定到导轮外壁21上，内缘端固定到一导轮轴套23上。装配时，导轮外壁21通过过盈配合连接在外壳1上，导 轮轴套23有间隙地套设在泵轴4上。如图l、图4、图5所示，叶轮3设置在导轮2内，包括一叶轮轴套31和在 叶轮轴套31上沿径向布置的3 5片叶片32。叶轮轴套31固定套设在泵轴4上， 固定连接方式可以是键连接，也可以是其它结构方式。每片叶片32上从叶片根部 向外都设置有数排穿孔，每一排上各穿孔间都等距布置，穿孔的孔径从叶片根部 向外是由小变大的，最靠近叶片根部的穿孔33为直径约4毫米的圆孔；中间位置 的穿孔34为直径约8毫米的圆孔，靠近叶片边缘的穿孔35为直径约16毫米的半 孔。上述实施例中，导轮外壁21、导流片22和导轮轴套23可以一体制造。 上述实施例中，叶片上的穿孔的大小是可以变化的，只要保证从叶片根部向 外是由小变大的；边缘的穿孔35也可以设置呈半圆孔、大半圆孔或小半圆孔。启动潜油泵时，气液混合流体首先进入本发明气液混合器，通过叶轮3对气 液混合流体形成高速搅动，随着叶轮3的转动，液体较重有被甩到外围的趋势， 气体较轻有向轴根部集中的趋势，叶轮3上靠近叶片根部的穿孔33设计的较小， 恰好不利于气体的穿过，中间穿孔34适中，外围的穿孔35较大，恰好可以使液 体快速穿过。随着搅动的不断进行，根部的气体大部分被挤向外端，被液体包裹 巻走，另一部分通过穿孔进入下一级腔体，经过叶轮3搅拌过的混合流体高速撞 向导轮2的导流片22，流速放缓，动能部分转变为压力势能，对气体产生一定的 压縮。混合流体进入下一级腔体内，同样又被下一级叶轮高速搅动，气体在极短 的时间内，经历两次变向，大量的气体被液体包裹带走，由此达到较理想的混合 效果。经过本发明处理后的混合均匀的流体进入到潜油电泵的吸入口，由此对电 泵起到保护作用。
权利要求
1、一种潜油泵用气液混合器，其特征在于它包括一外壳，在所述外壳内设置至少一组由导轮和叶轮组合成的基本单元，所述导轮和叶轮穿接在同一泵轴上，所述导轮呈中空桶形的外壁固定连接在所述外壳内，所述外壁出口端设置有若干导流片，所述导流片的外缘端固定到所述外壁上，内缘端固定到一导轮轴套上，所述导轮轴套有间隙地套设在所述泵轴上；所述叶轮设置在所述导轮空腔内，包括一叶轮轴套和在所述叶轮轴套上径向布置的若干叶片，所述叶轮轴套固定套设在所述泵轴上，所述每一叶片上设置有若干穿孔。
2、 如权利要求1所述的一种潜油泵用气液混合器，其特征在于所述穿孔沿 径向设置为一排以上。
3、 如权利要求1所述的一种潜油泵用气液混合器，其特征在于所述穿孔孔 径从叶片根部到叶片边缘依次由小到大。
4、 如权利要求2所述的一种潜油泵用气液混合器，其特征在于所述穿孔孔径从叶片根部到叶片边缘依次由小到大。
5、 如权利要求1或2或3或4所述的一种潜油泵用气液混合器，其特征在于所述叶片边缘的穿孔为半孔。
6、 如权利要求1或2或3或4所述的一种潜油泵用气液混合器，其特征在于所述每一排上各穿孔间距相等。
7、 如权利要求5所述的一种潜油泵用气液混合器，其特征在于所述每一排上各穿孔间距相等。
8、 如权利要求1或2或3或4或7所述的一种潜油泵用气液混合器，其特征在于所述叶片为3 5片。
9、 如权利要求5所述的一种潜油泵用气液混合器，其特征在于所述叶片为3 5片。
10、 如权利要求6所述的一种潜油泵用气液混合器，其特征在于所述叶片 为3 5片。
全文摘要
本发明涉及一种潜油泵用气液混合器，其特征在于它包括一外壳，在所述外壳内设置至少一组由导轮和叶轮组合成的基本单元，所述导轮和叶轮穿接在同一泵轴上，所述导轮呈中空桶形的外壁固定连接在所述外壳内，所述外壁出口端设置有若干导流片，所述导流片的外缘端固定到所述外壁上，内缘端固定到一导轮轴套上，所述导轮轴套有间隙地套设在所述泵轴上；所述叶轮设置在所述导轮空腔内，包括一叶轮轴套和在所述叶轮轴套上径向布置的3～5叶片，所述叶轮轴套固定套设在所述泵轴上，所述每一叶片上设置有若干穿孔，孔径由内向外依次增大，最外排为半孔。本发明结构简单，制造成本低，拆装方便，可广泛应用于油田开采中。
文档编号F04D29/00GK101235829SQ200810101058
公开日2008年8月6日 申请日期2008年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者伟 李, 李成见, 管虹翔, 纵封臣, 桃 齐 申请人:中国海洋石油总公司;中海石油研究中心