[发明专利]用于促进管中流动的流体的流体静压增大的设备和方法

说明书

本发明涉及用于运动中的流体的能量传递装置。更具体地，本发明涉及用于促进在第一管中流动的流体的流体静压增大的设备和方法，其中流体静压增大借助被供应以能量的泵送装置来提供。

流体可以是液体或气体或者它们的组合。

在需要将流体驱动通过管的过程中，流体通常借助泵送装置被驱动，该泵送装置向流体传递能量从而例如使流体接收必需的流体静压增大。这种过程的示例为：加工工业中的冷却系统，在该冷却系统中，冷却水被驱动通过一个或更多个热交换器；用于陆基水产养殖的水循环系统，在该水循环系统中，新鲜海水向上被泵送到池中并且将对应量的水排到海中；以及借助逆渗将海水转化成淡水的装置，在该装置中，一部分供应水返回到海中。

以上的示例性过程的共同之处在于从所述过程“返回”的流体携带能量，目前该能量未能用于帮助实现期望的压力升高。

从公报WO 2008084560已知一种用于促进在第一管中流动的流体的流体静压增大的设备，在该设备中，借助泵送装置来提供流体静压增大，所述泵送装置被供应以来自在第二管中流动的能量采集器的能量。

从公报2008/0219831和WO 2007071975已知能量采集器，这些能量采集器被布置为能够汲取由管中流动的流体携带的能量的一部分。

本发明的目的是克服或减少现有技术中的至少一个缺点。

通过以下说明中和所附的权利要求中公开的特征实现该目的。

在本发明的第一方面中，提供了一种促进在第一管中流动的流体的流体静压增大的设备，其中借助被供应以能量的泵送装置提供所述流体静压增大，所述设备包括：能量采集器，该能量采集器被布置成能够汲取由在第二管中流动的流体携带的能量的一部分；以及机械或液压式能量传递装置，该能量传递装置被布置成能够将由所述能量采集器吸收的能量的一部分传递到所述泵送装置，所述泵送装置和所述能量采集器位于公用壳体中。

因此，由所述第二管中的流体携带的能量的一部分用于驱动所述泵送装置。由此需要这样的泵马达，该泵马达仅需要被供给与将流体泵送到期望的流体静压所需要的能量和从能量采集器被供给到泵送装置的能量之间的差对应的能量的量。

已被证实特别有用的一种能量采集器是在其发明人与本申请相同的挪威专利No.326540和No.325981中描述的类型的所谓差压涡轮机。所述两个专利涉及包括两个推进器的设备。然而，应理解，根据本发明的设备仅可具有一个推进器。包括所谓的凸轮凸角泵的差压涡轮机经实验验证非常适合该目的。

凸轮凸角泵还可构成设备的泵送装置。

所述能量传递装置例如可以是轴、带传动装置或推进器，所有这些构件大体上提供能量采集器与泵送装置之间的直接接触。在下面，这样的传动装置将是指机械式传动装置。

本身已知的液压泵可构成能量传递装置，所述泵与能量采集器连接。液压泵与本身已知的液压马达以液压方式连接，所述液压马达被布置成能够驱动根据本发明的泵送装置。以下，这样的传动装置将被称为液压式传动装置。

当机械式能量传递装置例如因能量采集器和泵送装置之间的距离和/或障碍而不合适或者不特别可行时，液压式能量传递装置可以是除了机械能量传递装置之外的另选装置。

在一个实施方式中，由泵送装置和能量采集器所公用的刚性轴构成能量传递装置。能量采集器的旋转速度因此将与泵送装置的旋转速度相同。当供应线路中的流体流速与返回线路中的流体流速相同时，将泵送装置和能量采集器放置在公用刚性轴上将最为适合。可以必须被从诸如电网的外部功率源供给到泵送装置的能量被减少与从能量采集器经由刚性轴传递的能量近似对应的量。

供定位根据本发明的泵送装置和能量采集器的公用壳体可设置有用于所述第一管的入口和出口、用于所述第二管的入口和出口以及由所述第一管和所述第二管公用的推进器，从而所述能量传递装置由所述推进器构成。这是有利的，因为设计可以紧凑且机械方面非常简单。

在本发明的第二方面中，提供了一种促进在第一管中流动的流体的液体静压增大的方法，其中，借助被供应以能量的泵送装置提供所述流体静压增大，用于所述泵送装置的能量的至少一部分借助布置成能够汲取由在第二管中流动的流体携带的能量的一部分的能量采集器产生，所述能量在所述能量采集器和所述泵送装置之间以机械的方式或液压的方式传递，并且其中所述能量采集器和所述泵送装置位于公用壳体中。

本发明的第三方面涉及使用分配至第二油井的降压装置以驱动分配至第一油井的泵送装置。所述降压装置与在本发明的第一方面和第二方面中所讨论的能量采集器相对应。