[发明专利]多级高压泵

说明书

技术领域

本发明涉及多级高压泵，尤其涉及处理CO₂或H₂S等超临界流体的多级高压泵。

背景技术

石油作为液体存在于被坚固的岩盘覆盖着的油田中。并且，天然气作为气体存在于地壳内形成的气田中。石油的采掘用钻探装置在岩盘上开采取孔，从该采取孔中采掘石油。在新的油田中，石油利用油田内部的压力自动喷出，但老化的油田用泵抽取石油。此时，由于不能采取油田中所有的石油，因此往油田中注入高压水等进行石油开采。

在开采石油或天然气时，伴随有CO₂(二氧化碳)和H₂S(硫化氢)等气体(低压气体)。CO₂由于会引起地球变暖，因此要求尽可能抑制其排出，但以前没有处理就直接排放到大气中了。并且，H₂S由于是有害气体，以往用脱硫处理装置捕捉，而被埋设处理。

最近进行这样的处理：回收这些CO₂或H₂S，用压缩机加压后进行冷却使其变成液体或超临界流体，再用高压泵加压，将CO₂和H₂S重新注入岩盘下。为了使CO₂和H₂S变成超临界状态而固定在岩盘下面等，需要高的压力，从容量或轴密封结构等来看，多级高压泵最适合作为该压力源。如果采用这种方法，不仅能够稳定地开采石油以及天然气，而且能够将CO₂和H₂S回注到岩盘下。因此可以说该方法为不仅能够有效地利用CO₂和H₂S，而且对地球环境有益的方法。

发明内容

另一方面，由于液化H₂S腐蚀性和毒性强，因此高压泵需要具有绝不能让高压超临界流体泄漏到外部的结构。因此，本发明的目的就是要提供一种高压流体不会泄漏到外部的多级高压泵。

为了达到上述目的，本发明的一个实施形态为一种多级高压泵，其特征在于，具备：旋转轴；多个叶轮，固定在上述旋转轴上；壳体，收容上述多个叶轮；机械密封；密封室，收容上述机械密封；油存储部，储存油；供油管道，使上述油存储部和上述密封室连通；油泵，将上述油存储部内的油加压并提供给上述密封室；压力保持机构，保持上述密封室内的油的压力；以及，排油管道，从上述密封室排出油；上述密封室内的油的压力比被上述多级高压泵升压的流体的压力高。

本发明的优选形态的特征在于，上述压力保持机构具有：止回阀，位于上述油泵与上述密封室之间，设置在上述供油管道上；至少一个存储器，配置在上述止回阀与上述密封室之间；以及，关闭阀，设置在上述排油管道上。

本发明的优选形态的特征在于，上述机械密封具有：互相滑动接触的第1旋转侧密封部件和第1固定侧密封部件；以及，互相滑动接触的第2旋转侧密封部件和第2固定侧密封部件。

如果采用本发明，即使在停电等紧急时油泵停止，由于保持密封室内的油的压力，因此流体不会进入密封室内。结果，能够防止流体(例如超临界流体)从旋转侧与固定侧之间泄漏。

附图说明

图1为表示本发明的一个实施方式涉及的泵的剖视图；

图2为表示图1所示的轴密封单元的图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。图1为表示本发明的一个实施方式涉及的离心式多级泵的剖视图。该泵具有：旋转自由地支持在径向轴承8A、8B和推力轴承9上的旋转轴1，串联配置在该旋转轴1上的多个叶轮3，收容这些叶轮3的多个内壳2A，收容这些内壳2A的桶形外壳2B。由该内壳2A和外壳2B构成具有双重壳体结构的壳体2。

多片叶轮3朝同一个方向排列，各叶轮3一一收容在各内壳2A中。在内壳2A与导流叶片14之间安装有销4，由这些销固定内壳2A与导流叶片14的相对位置。而且，各内壳2A用沿旋转轴1延伸的多根贯穿螺栓5互相固定。在外壳2B上形成有吸入口6和排出口7。旋转轴1的端部连结在图中没有表示的驱动装置(例如马达)上，由该驱动装置驱动叶轮3旋转。