[发明专利]一种大流量二氧化碳注入泵

说明书

本发明涉及一种大流量二氧化碳注入泵，其目的是解决现有二氧化碳注入泵中需要在保证大流量注入的同时，尽可能提高泵效率的技术问题。该注入泵通过增加入口的通道数得到了双入口注入泵结构，通过优化进液弹簧和进液阀板的匹配性，保证进液阀的关闭滞后角为0～4°，通过优化排液弹簧和排液阀芯的匹配性，保证排液阀的关闭滞后角为0～6°，这种注入泵结构在增加入口流通面积，且保证泵效率不降低的情况下，减少了泵入口流阻，最终达到了在不增加泵主体结构尺寸的条件下，提高泵流量上限的目的，扩大了往复式二氧化碳注入泵流量的工况范围。与现有增大进口结构设计的注入泵相比，在同等注入总量的情况下，可以减少工作时间及能源消耗。

技术领域

本发明涉及一种大流量二氧化碳注入泵，特别是一种具有体积小、重量轻、大排量的二氧化碳注入泵，可在煤层气和石油开采等领域中需要注入二氧化碳的施工中应用。

背景技术

二氧化碳注入泵的注入介质为临界沸腾状态的低温液体二氧化碳，泵介质容易汽化使注入泵产生气堵故障(因低温液体二氧化碳在注入时变为气态，导致泵内压力不够高，发生气堵)。为解决该问题，在设计注入泵时一般采取较低的泵冲次，在泵入口采用较大的入口通流面积，配合较大的入口泵阀结构，该方法可降低因泵入口流速降低导致的泵入口容积损失，从而降低气堵故障的发生概率。但较大的入口泵阀结构需相应增加阀板或阀芯的重量，导致泵阀的响应速度降低，阀板关闭的滞后时间增加，最终降低了注入泵的容积效率。而在二氧化碳注入泵的注入施工中，通常希望在保证大流量注入的同时，尽可能提高泵效率，以减少注入工作时间及能源消耗，以提高工作效率及经济效益。

发明内容

本发明的目的是解决现有二氧化碳注入泵需要在保证大流量注入的同时，尽可能提高泵效率的技术问题，提供一种大流量二氧化碳注入泵。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

一种大流量二氧化碳注入泵，其特殊之处在于：

包括泵壳体、设置于泵壳体上端的柱塞单元、设置于泵壳体下端的高压盖、分别设置于泵壳体外壁两侧的两个入口单元，以及设置于泵壳体内的进液阀和排液阀；

所述柱塞单元包括柱塞壳体、柱塞、第一压紧螺母和密封件；所述柱塞通过第一压紧螺母由柱塞壳体上端插入柱塞壳体内，所述密封件设置于柱塞壳体内的柱塞段与柱塞壳体内壁之间，柱塞壳体下端与泵壳体固连；所述第一压紧螺母与柱塞壳体螺纹连接；所述柱塞与第一压紧螺母配合；

所述高压盖与泵壳体之间设有第一间隙，且二者通过通过连接件固连；

所述入口单元包括连接法兰和入口法兰，以及设置于二者之间的连接管路；所述连接管路的一端与连接法兰的内圆固连，另一端与入口法兰的内圆固连；所述连接法兰与泵壳体固连；泵壳体上与连接法兰内圆对应位置设有与泵壳体内腔连通的第一通孔；

所述进液阀为弹簧式单向阀，其关闭滞后角为0～4°；所述进液阀的进液口与两个入口单元分别经第一通孔连通，出液口与柱塞壳体内腔连通；

所述排液阀为弹簧式单向阀，其关闭滞后角为0～6°；所述排液阀的进液口与进液阀的腔体连通，侧壁与泵壳体内壁之间设有第二间隙，出液口经第二间隙和第一间隙与泵壳体外部空间相通。

进一步地，所述进液阀包括进液缸、进液阀座、进液阀板和进液弹簧；

所述进液缸包括由上至下依次固连的上圆盘、空心柱和下圆盘；上圆盘和下圆盘的中心均沿轴向设有与空心柱的中心连通的第二通孔；所述上圆盘上第二通孔的两侧沿轴向设有第三通孔，第三通孔与对应的第一通孔连通，且第三通孔位于进液阀板的下方；

所述泵壳体上部的内壁上设有第一凸缘，第一凸缘上表面限位柱塞壳体；

所述进液阀座被第一凸缘下表面限位，进液阀座为一端敞口的筒状结构；

所述进液阀板和进液弹簧均设置于进液阀座内；