一种偏心回转摆动式压缩机多相油气混合输送装置的制作方法

本发明属于动力机械，具体涉及一种偏心回转摆动式压缩机多相油气混合输送装置。

背景技术：

目前我国的石油行业，原油、天然气、水、泥沙、絮状物及各种粘稠物质难以实现单一管线多相混合输送，从而造成大量重复建设、重复投资、以及套管气排放形成的严重的环境污染和社会资源浪费。

为了解决石油、天然气生产的多相混合输送，提高资产利用率，降低建设投资，并实现油井套管气回收、避免大气污染、节约社会资源，寻找新的多相混输装置，是本领域技术人员关注的课题之一。

现有的多相油气混合输装置多使用偏心转子，偏心的转子可以动态地将壳体的内部分隔为不同的腔体，以达到输入、输出端压力和流量调节的目的。转子在壳体中做偏心回转运动，转子运动过程中，在任意时刻始终保持转子与壳体内壁之间线接触，在转子的旋转过程中，完成腔体大小的转换过程以及腔体内部介质的交换过程。要保持转子在任意时刻都能与壳体内壁紧密接触，否则在未到达设定位置时，高压腔与低压腔之间的介质就可能进行交换，例如转子磨损后，高压腔中的介质可通过转子与壳体之间的间隙进入到低压腔中，不能精确地进行压力的调节。

现有技术中，仅靠转子与壳体内壁的接触来分隔不同的腔体，者在理论上虽然是可行的，但这对壳体内壁、转子的外形具有很高的加工精度要求，难以实现；而转子在使用过程中也不可避免地会出现磨损，这就使得现有的多相油气混合输装置在使用一段时间后，普遍会出现精度下降的情况。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题或缺陷，本发明的目的在于，提供一种偏心回转摆动式压缩机多相油气混合输送装置，实现其在使用过程中不出现内泄的情况，保证泵能够始终在高性下运转。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种偏心回转摆动式压缩机多相油气混输装置，包括偏心回转摆动多相油气混输泵，偏心回转摆动多相油气混输泵包括泵体，泵体、内部设置有偏心的转子，转子将泵体内部分成高压腔和低压腔，转子外部套装有摆动转子套；泵体顶部设置有壳体，壳体内设置有滑板，滑板穿过壳体连接摆动转子套；泵体上设置有输入通道和输出通道，输入通道连接低压腔，输出通道连接高压腔，在摆动转子套的外壁上沿圆周方向间隔分布有弹性的密封体，密封体在摆动转子套的轴向上与摆动转子套的长度相同，当密封体与泵体内壁接触时，密封体与泵体内壁之间为弹性接触；

所述滑板与壳体之间设置有密封板，密封板连接加压装置，加压装置施加压力于密封板上使得密封板与滑板接触，实现滑板与壳体之间的密封。

具体地，所述摆动转子套上设置有弹性体，所述的密封体通过弹性体安装在摆动转子套上，在弹性体的弹力作用下，密封体可沿摆动转子套的径向活动。

进一步地，所述摆动转子套的外壁上沿轴向开设有密封槽，所述的弹性体和密封体装配在密封槽中，密封体的部分可从密封槽中伸出。

具体地，所述壳体与所述滑板的两个侧面相接触的两个端面上分别设置一个所述的密封板，所述壳体的两个端面上分别设置有一个条形凹槽，所述密封板设置在条形凹槽内；所述壳体的两个端面内分别设置有一个第一加压通道，加压通道连通所述密封板；所述输出通道与壳体的两个端面上的两个第一加压通道均连通。

进一步地，所述输入通道和输出通道内均安装有密封阀组，密封阀组包括杯体，杯体的底面设置有多个通孔，杯体的底面安装有阀门件，阀门件包括阀片，阀片能够打开或关闭多个通孔。

进一步地，所述转子通过轴承安装在偏心轴上，所述偏心轴上套装有补偿块，补偿块的重心到偏心轴之间的垂线和转子的重心到偏心轴之间的垂线在同一平面内。

进一步地，所述壳体的输入端安装有输入法兰，壳体的输出端安装有输出法兰，输入法兰和输出法兰与所述摆动转子套的两端之间均留有空隙，输入法兰与摆动转子套之间，以及输出法兰与摆动转子套之间均安装有密封环，输入法兰和输出法兰内部均设置有第二加压通道，第二加压通道连通密封环；所述输出通道与输入法兰和输出法兰内部的两个第二加压通道均连通。

进一步地，所述滑板的底面设置有滑板轴，滑板轴与摆动转子套之间通过摆动键连接。

进一步地，所述输入通道上设置有第一管接头，所述两个第一加压通道上分别设置有第二管接头和第五管接头，第一管接头通过管道分别连接第二管接头和第五管接头。

进一步地，所述输入通道上设置有第一管接头，所述两个第二加压通道上分别设置有第三管接头和第四管接头，第一管接头通过管道分别连接第三管接头和第四管接头。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明在摆动转子套的外壁上沿圆周方向间隔分布有弹性的密封体，避免了高压腔和低压管发生内泄的情形。

2、在壳体与所述滑板的两个侧面相接触的两个端面上分别设置一个密封板，密封板连接加压装置，加压装置施加压力与密封板上使得密封板与滑板接触，实现滑板与壳体之间的密封。

3、在输入通道和输出通道内均安装有密封阀组，防止多相油气混合物发生回流。

4、在偏心轴上套装补偿块，保证泵体长期稳定、高效地工作。

5、将滑板轴与摆动转子套之间通过摆动键连接，避免了摆动转子套的轴向位移，延长摆动转子套的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1中的A-A剖视图；

图3是密封体在密封槽中的安装结构示意图；

图4是密封阀组安装示意图；

图5是密封阀组结构示意图；

图6是密封板在壳体上的安装示意图；

图中各个标号代表：1—泵体，2—转子，3—摆动转子套，4—壳体，5—滑板，6—输入通道，7—输出通道，8—密封体，801—挡条，802—密封条，9—密封板，10—密封阀组，1001—杯体，1002—通孔，1003—阀片，11—补偿块，12—输入法兰，13—输出法兰，14—密封环，15—滑板轴，16—摆动键，17—第一管接头，18—第二管接头，19—第五管接头，20—第三管接头，21—第四管接头，22—弹性体，23—条形凹槽，24—密封槽，2401—卡槽，2402—滑槽，25—安装台，26—螺旋簧片，27—盘体，28—连接杆，29—密封圈。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明的偏心回转摆动式压缩机多相油气混输装置，包括偏心回转摆动多相油气混输泵，偏心回转摆动多相油气混输泵包括泵体1，泵体1内部设置有偏心的转子2，转子2将泵体1内部分成高压腔和低压腔，转子2外部套装有摆动转子套3；泵体1顶部设置有壳体4，壳体4内设置有滑板5，滑板5穿过壳体4连接摆动转子套3；泵体1上设置有输入通道6和输出通道7，输入通道6连接低压腔，输出通道7连接高压腔。多相油气混合物由输入通道6进入低压腔内，转子2在泵体1内摆动，低压腔和高压腔的体积随着转子2的摆动发生变化，高压腔内多相油气混合物由输出通道7流出高压腔。

所述转子2在摆动过程中，摆动转子套3与泵体1内壁之间是线接触的，即摆动转子套3与泵体1内壁相切，切线沿摆动转子套3和泵体1内壁接触的轴线方向。泵体1为容积泵，在转子2的摆动过程中，泵体1内的容积是在不断发生变化的。在转子2的一周的旋转过程中，低压腔的容积大小变化是从零到大再到小最后回归零，而高压腔的容积大小变化趋势是从大到小再到零再到大，也就是说，二者的容积是互补的过程。当转子2旋转至壳体4最上端时，高压腔和低压腔内部连通，低压腔中的介质进入到高压腔中，再在转子2的旋转过程中，由输出通道7流出高压腔。

由于转子2长时间的工作易导致摆动转子套3产生磨损，因此导致利用摆动转子套3与泵体1内壁相切接触来隔离两个腔体这种方式容易出现内泄。为此，本方案在摆动转子套3的外壁上沿圆周方向间隔分布有弹性的密封体8，密封体8的长度与摆动转子套3在轴向上的长度相同，并且密封体8一旦与泵体1内壁接触，这种接触就是弹性接触。即，在转子2的旋转过程中，并非密封体8都是和泵体1内壁接触的，而是靠近切点处的密封体8与泵体1才会接触。这样，在切点处的两侧，始终有密封体8与泵体1内壁紧密接触，即由三重密封措施，这样使得两个腔体之间的介质不能相互交换。弹性接触是指密封体8采用弹性材料制成，当与泵体1内壁接触时，介质(气体、液体)不能通过密封体8与泵体1内部之间。密封体8的分布密度应保证在任意时刻，切线两侧始终都有密封体8与泵体1内壁接触。

进一步地，密封体8与转子2之间为弹性连接，这样有利于密封体8发挥弹性作用。由于泵体1在运转过程中，密封体8与泵体1内壁之间接触频率非常高，为了保证密封体8的使用效果，摆动转子套3上设置有弹性体22，所述的密封体8通过弹性体22安装在摆动转子套3上，在弹性体22的弹力作用下，密封体8可沿摆动转子套3的径向活动，这样就能保证密封体8与泵体1内部紧密接触。

参见图3，摆动转子套3的外壁上沿轴线开设有密封槽24，所述的弹性体22和密封体8装配在密封槽24中，密封体8的部分可由密封槽中伸出。设置密封槽的作用是，便于设置密封体8和弹性体22，同时也使得介质难以通过密封体8。

在本实施例中，密封槽24的横截面呈T形结构，密封槽24包括卡槽2401以及与卡槽2401垂直的滑槽2402。密封体8的横截面呈T形结构，密封体8包括挡条801以及与挡条801垂直连接的密封条802，其中挡条801可在卡槽2401中滑动，密封条802可在滑槽2402中滑动，并且密封条802的长度大于滑槽2402的长度。至于弹性体22，可采用弹簧、弹球等各类高强度、韧性的弹性结构。

因滑板5穿过壳体4连接摆动转子套3，滑板5的两侧面与壳体1的两个端面之间存在间隙，导致无法完全实现高压腔和低压腔的密封。因此本实施例，在壳体4与所述滑板5的两个侧面相接触的两个端面上分别设置一个密封板9，所述壳体4的两个端面内分别设置有一个第一加压通道，第一加压通道连通所述密封板9；所述输出通道7与壳体4的两个端面上的两个第一加压通道均连通。因输出通道7连通高压腔，在高压腔内的高压可通过输出通道7传递到第一加压通道内，施加压力于密封板9。

为了便于将密封板9安装在壳体上，所述壳体4的两个端面上分别设置有一个条形凹槽23，所述密封板9设置在条形凹槽23内；为了实现条形凹槽23的侧壁与密封板9之间的密封，所述条形凹槽23的侧壁与密封板9之间安装有密封圈29，密封圈29为矩形密封圈。

进一步地，为了保证输出通道7与第一加压通道的连通，所述输出通道7上设置有第一管接头17，所述两个第一加压通道上分别设置有第二管接头18和第五管接头19，第一管接头17通过管道分别连接第二管接头18和第五管接头19。

另外，由于转子2在摆动过程中，泵体1内的高压腔和低压腔的压力会不断发生变化，多相油气混合物会发生由输出通道7回流到高压腔，或者多相油气混合物从低压腔回流到输入通道6的情况，从而导致动力的损失。

为了解决上述问题，本实施例中，在输入通道6和输出通道7内均安装有密封阀组10，密封阀组10包括杯体1001，杯体1001的底面设置有多个通孔1002，杯体1001的外壁与输入通道6或者输出通道7的内壁接触；杯体1001的底面设置有多个通孔1002，杯体1001的底面安装有阀门件，阀门件包括阀片1003，阀片1003能够打开或者关闭多个通孔1002。

杯体1001安装在输出通道7内，当多相油气混合物由高压腔流出时，多相油气混合物在高压腔压力的作用下，将阀片1003冲开，使通孔1002打开，多相油气混合物进入杯体1001内；当高压腔内的压力减小后，输出通道7内的多相油气混合物会发生回流现象，但是在阀片1003的密封作用下，通孔1002并不会打开，从而防止回流现象的发生。同理，杯体1001安装在输入通道6内，在保证多相油气混合物顺利进入低压腔的同时，进一步防止低压腔内的油气回流。

所述阀门件包括安装台25，安装台25设置在杯体1001的底面上，安装台25上套装有螺旋簧片26和所述阀片1003，所述阀片1003在螺旋簧片26的压力作用下对多个通孔1002进行密封。

杯体1001安装在输出通道7内，在正常情况下，阀片1003在螺旋簧片26的压力作用下将通孔1002密封，当多相油气混合物在压力作用下对阀片1003进行挤压时，阀片1003脱离通孔1002，通孔1002打开；若杯体1001内的多相油气混合物一旦将要回流到高压腔内时，杯体1001内的多相油气混合物对螺旋簧片26发生挤压，使得阀片1003将通孔1002密封地更加紧密，从而阻止回流。杯体1001安装在输入通道6内的原理是一致的，同样能够防止低压腔内的多相油气混合物回流。

为了将螺旋簧片26和阀片1003进行固定，所述安装台25包括盘体27和连接杆28，所述螺旋簧片26和所述阀片1003套装在连接杆28上。盘体27为圆形，连接杆28为圆柱杆，安装台25的纵截面为T形，螺旋簧片26和阀片1003固定在盘体27和杯体1001的底面之间。

转子2通过轴承安装在偏心轴上，摆动转子套3在转动过程中，将产生偏距，形成偏心量，这将会使整个泵体1在运转过程中产生振动，振动会影响轴承及端盖等部分的密封性，造成泵内介质内泄、外泄等情况，不利于泵体1长期稳定、高效地工作。

为了解决上述问题，本实施例在偏心轴上套装有补偿块11，补偿块11的重心到偏心轴之间的垂线和转子2的重心到偏心轴之间的垂线在同一平面内。

本实施例提供的这种补偿装置，是针对于转子2在旋转过程中产生偏距而进行的一种补偿式设置，以减小震动，使泵的运作更加稳定。本实施例提到的泵体1，其包括偏心轴和安装在偏心轴上的转子2。偏心轴穿出端盖与动力装置连接，为转子2的旋转提供动力。这类的泵体主要为容积泵。例如，偏心轴伸出端盖的一端通过法兰连接有联轴器，联轴器安装在电机的输出轴上。

由于偏心轴未穿过转子2的中心位置，而转子2的横截面为圆形结构，即转子2的重心即位于中心处，这样在转子2旋转时会产生偏距。为了解决这个问题，本方案在偏心轴上套装了补偿块11，以抵消偏距。

由于补偿块11设置后，在旋转过程中，补偿块11与转子2之间会产生扭矩，会对偏心轴造成较大的负载；而受到泵体1内部结构的限制，补偿块11不能设置于泵体的内部，因此，在泵体1外部的偏心轴上，补偿块11应尽可能靠近端盖设置。这里的靠近设置，是指在补偿块11在旋转过程中，不影响(接触)端盖的前提下，与端盖之间的距离越小越好。这样既可以减小扭矩，又能抵消偏距。

补偿块11采用规则的结构，如梨形结构，在补偿块11上有通孔，采用键连接的方式安装在偏心轴上。这种结构使补偿块11的重量主要集中在直径较大的区域中，有利于减小补偿块11的体积。为了使补偿块11的效果最佳，本方案中，补偿块11的重心到偏心轴之间的垂线和转子2的重心到偏心轴之间的垂线在同一平面内，这是指，补偿块11的重心与转子2的重心相距最远时的情况。这将使补偿块11能发挥最大的作用，在达到同样效果的同时，尽可能减小补偿块11的体积和重量。

所述壳体4的输入端安装有输入法兰12，壳体4的输出端安装有输出法兰13，输入法兰12和输出法兰13与所述摆动转子套3的两端之间均留有空隙，为了对此空隙进行密封，输入法兰12与摆动转子套3之间，以及输出法兰12与摆动转子套3之间均安装有密封环14，输入法兰12和输出法兰13内部均设置有第二加压通道，第二加压通道连通密封环14；所述输出通道7与输入法兰12和输出法兰13内部的两个第二加压通道均连通。

利用输出通道7中的高压导通到第二加压通道中，对密封环14施加压力，使密封环14与摆动转子套3的端部连接，实现上述空隙的密封。

为了实现输出通道7中的高压导通到第二加压通道中的目的，所述输入通道6上设置有第一管接头17，所述两个第二加压通道上分别设置有第三管接头20和第四管接头21，第一管接头20通过管道分别连接第三管接头20和第四管接头21。

现有技术中，滑板与摆动转子套之间通过滑板轴连接，摆动转子套在摆动过程中容易发生轴向位移，导致摆动转子套与周围器件发生冲击，导致摆动转子套发生损伤，影响摆动转子套的使用寿命。为了解决上述问题，本实施例将滑板轴与摆动转子套之间通过摆动键连接，避免了摆动转子套的轴向位移，延长摆动转子套的使用寿命。

本发明解决了原油、天然气、水及各种粘稠物质难以实现单一管线混合输送的难题；可实现油井无排放、无污染；机械结构简单，原理正确，易于制造，易于维护保养；运转速度低可实现无噪音无污染；可实现随机的变量运行；可在恶劣的环境中长期使用。