專利名稱：一種用于海底泥漿舉升泵的雙盤直葉片葉輪的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于輸送鉆井泥漿及其他海底礦物顆粒的流體輸送機械，特別是關于一種用于無隔水管鉆井過程中的海底泥漿舉升泵的雙盤直葉片葉輪。
背景技術：
無隔水管泥漿回收鉆井技術是雙梯度鉆井技術的一個實現(xiàn)方案，與其他雙梯度鉆井系統(tǒng)方案不同，在無隔水管鉆井技術中使用雙梯度泥漿，通過海底泥漿舉升泵控制海底井口壓力接近海水靜液壓力實現(xiàn)雙梯度鉆井。在該系統(tǒng)中鉆井液由海面泵送入鉆桿中，經鉆桿到達井底，沖擊破碎巖石并攜帶巖屑由井眼環(huán)空上返，在環(huán)空頂部經旋轉分流裝置進入海底泥漿舉升泵，巖屑和鉆井液在海底泥漿舉升泵作用下通過泥漿回流管線返回鉆井平臺。無隔水管泥漿回收鉆井技術中，海底泥漿舉升泵的工作模式和所輸送介質的特性對其提出了特殊的要求1)因為井口壓力等于海水靜壓力的控制是通過調節(jié)海底泥漿舉升泵的流量來實現(xiàn)的，而海底泥漿舉升泵的入口壓力就等于海底井口壓力，這樣一定水深所需海底泵的揚程幾乎是不變的，所以海底泥漿舉升泵要具有平坦的流量-揚程性能曲線，即揚程隨流量變化不大；2)因為輸送的介質是含高磨礪性顆粒，甚至是氣體的鉆井液， 因此海底泥漿舉升泵要具有抗堵塞、耐磨損和多相輸送的能力；幻深水、高揚程條件下具有不加外沖洗裝置的固液兩相流泵的無泄漏密封性能；4)具有高揚程泵的軸向力平衡能力。因此，滿足海底泥漿舉升性能和可靠性高的海底泥漿舉升泵便成為無隔水管泥漿回收鉆井技術的一項關鍵技術?，F(xiàn)有的可以輸送固體顆粒的泵主要有兩類容積式泵和普通的葉片式泵。容積式泵，如油隔離泵、柱塞泵、隔膜泵等，一般都配有閥，不能讓較大粒徑的固體顆粒通過，根據無隔水管鉆井海底泥漿舉升泵的工況要求，容積式泵并不適合用于海底鉆井泥漿的舉升。葉片式泵中軸流泵和混流泵流量太大而揚程太小，漩渦泵和部分流泵則適用于小流量高揚程的情況。唯有采用離心泵比較適宜。目前對于高揚程，采用半開式葉輪結構的多級離心泵存在三個不足之處，一是過流部件對巖屑比較敏感，其通過性能及抗磨損性能較差，目前應用較多的渣漿泵基本上用于小尺寸(粒徑< 3mm)固體顆粒的輸送；二是多級葉輪結構的離心泵揚程高，軸向力大，需要有軸向力平衡裝置，使泵的結構復雜；三是多級葉輪結構末級軸封壓力大，采用機械密封的方式，需要考慮密封面的沖洗問題，深海海底應用結構形式較復雜，因此運行成本較高、且可靠性不理想。
發(fā)明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種流量揚程曲線平坦、通過性能好、磨損小、無圓盤損失的用于海底泥漿舉升泵的雙盤直葉片葉輪。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案一種用于海底泥漿舉升泵的雙盤直葉片葉輪，其特征在于它包括一圓環(huán)形的主動輪，所述主動輪的兩側面呈發(fā)散狀對稱設置有若干相同的徑向直葉片，所述主動輪的圓環(huán)中心設置有輪轂，所述輪轂上均勻間隔設置有四個長葉片，每一所述長葉片分別與所述主動輪兩側面上對應的所述徑向直葉片設置為一體；所述主動輪一側的四個長葉片上分別設置有一連接臂，所述主動輪通過四個所述連接臂連接一圓環(huán)形從動輪；所述從動輪兩側面上呈發(fā)散狀對稱設置有若干相同的徑向直葉片。所述從動輪與所述主動輪的外徑和內徑相同，且所述從動輪兩側面上的徑向直葉片的位置與所述主動輪兩側面上的徑向直葉片的位置相對應。本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型由于從動輪和主動輪之間存在無葉區(qū)，大部分泥漿固體顆粒直接從無葉區(qū)排出，而不經過葉片區(qū)，因此，可以使主動輪和從動輪之間不發(fā)生堵塞現(xiàn)象，并且對主動輪和從動輪上的徑向直葉片的磨損較小。2、本實用新型由于在主動輪和從動輪的兩側面設置的葉片為徑向直葉片，而主動輪和從動輪之間又存在無葉區(qū)，因此，可以使得海底泥漿舉升泵的流量揚程曲線平坦， 工作范圍寬。3、本實用新型由于在主動輪輪轂和四個長葉片之間形成四個大的開孔，并且主動輪和從動輪分別靠近后泵蓋和前泵蓋的側面設置有相同的徑向直葉片，因此，可以使得海底泥漿舉升泵的前后腔流動條件相似，軸向力得到最大程度的平衡。4、本實用新型由于在主動輪和從動輪上，分別靠近后泵蓋和前泵蓋的側面設置有徑向直葉片，因此，可以使本實用新型沒有主動輪和從動輪的輪盤損失，海底泥漿舉升泵的效率相對得到提高。5、本實用新型由于在主動輪輪轂附近形成四個大的開孔，使主軸密封處的流體與海底泥漿舉升泵的泵入口連通，主軸密封處的流體壓力等于泵入口處的壓力，而在無隔水管泥漿回收鉆井技術中，通過將海底泥漿舉升泵的入口壓力控制到接近海水靜液壓力實現(xiàn)雙梯度鉆井， 所以泵的主軸密封處壓力接近于海水靜壓力，即泵的密封腔內外壓力接近于零且不隨海水深度而變化。本實用新型多相輸送能力強，抗堵塞、耐磨損，流量揚程曲線平坦，工作范圍寬，軸向力小，無密封壓力，因此，可廣泛用于無隔水管鉆井過程中的海底泥漿舉升泵中。

圖1是本實用新型結構示意圖圖2是本實用新型與海底泥漿舉升泵泵體裝配狀態(tài)示意圖具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖1所示，本實用新型包括一圓環(huán)形的主動輪1，主動輪1的兩側面呈發(fā)散狀對稱設置有若干相同的徑向直葉片2，主動輪1的圓環(huán)中心設置有輪轂3，輪轂3上均勻間隔設置有四個長葉片4，每一長葉片4分別與主動輪1兩側面上對應的徑向直葉片2設置為一體。主動輪1的圓環(huán)中心通過輪轂3以及四個長葉片4劃分為四個大的開孔5。主動輪 1 一側的四個長葉片上分別設置有一連接臂6，主動輪1通過四個連接臂6連接一圓環(huán)形從動輪7。從動輪7中間的圓孔為葉輪入口 8。從動輪7的外徑和內徑均與主動輪1的外徑和內徑相同，且從動輪7兩側與主動輪1上的徑向直葉片2的位置相對應的位置也設置有徑向直葉片2。主動輪1和從動輪4之間的徑向直葉片2之間形成了無葉區(qū)。上述實施例中，主動輪1和從動輪7之間通過連接臂6保持一定的間距，間距的具體大小，即連接臂6的長短，一般根據允許通過的最大顆粒直徑來確定。如圖2所示，本實用新型安裝在海底泥漿舉升泵的前泵蓋9和后泵蓋10之間，且通過前泵蓋9和后泵蓋10封閉起來。本實用新型的從動輪7靠近前泵蓋9，主動輪1靠近后泵蓋10。本實用新型的主動輪1中心的輪轂3內設置一主軸11，通過主軸11可以將本實用新型與后泵蓋10密封連接。前泵蓋9中部設置有泵入口，在海底泥漿舉升泵正常工作時，泥漿從泵入口流向本實用新型，泥漿首先經從動輪7上的葉輪入口 8流入從動輪7和主動輪1之間，通過從動輪7和主動輪1葉片間的無葉區(qū)以及主動輪1上的四個開孔5流向后泵蓋與主動輪1之間的葉片區(qū)。上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
權利要求1.一種用于海底泥漿舉升泵的雙盤直葉片葉輪，其特征在于它包括一圓環(huán)形的主動輪，所述主動輪的兩側面呈發(fā)散狀對稱設置有若干相同的徑向直葉片，所述主動輪的圓環(huán)中心設置有輪轂，所述輪轂上均勻間隔設置有四個長葉片，每一所述長葉片分別與所述主動輪兩側面上對應的所述徑向直葉片設置為一體；所述主動輪一側的四個長葉片上分別設置有一連接臂，所述主動輪通過四個所述連接臂連接一圓環(huán)形從動輪；所述從動輪兩側面上呈發(fā)散狀對稱設置有若干相同的徑向直葉片。
2.如權利要求1所述的一種用于海底泥漿舉升泵的雙盤直葉片葉輪，其特征在于所述從動輪與所述主動輪的外徑和內徑相同，且所述從動輪兩側面上的徑向直葉片的位置與所述主動輪兩側面上的徑向直葉片的位置相對應。
專利摘要本實用新型涉及一種用于海底泥漿舉升泵的雙盤直葉片葉輪，其特征在于它包括一圓環(huán)形的主動輪，所述主動輪的兩側面呈發(fā)散狀對稱設置有若干相同的徑向直葉片，所述主動輪的圓環(huán)中心設置有輪轂，所述輪轂上均勻間隔設置有四個長葉片，每一所述長葉片分別與所述主動輪兩側面上對應的所述徑向直葉片設置為一體；所述主動輪一側的四個長葉片上分別設置有一連接臂，所述主動輪通過四個所述連接臂連接一圓環(huán)形從動輪；所述從動輪兩側面上呈發(fā)散狀對稱設置有若干相同的徑向直葉片。本實用新型多相輸送能力強，抗堵塞、耐磨損，流量揚程曲線平坦，工作范圍寬，軸向力小，無密封壓力，因此，可廣泛用于無隔水管鉆井過程中的海底泥漿舉升泵中。
文檔編號F04D29/22GK201963592SQ20102067353
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者周建良, 周昌靜, 李偉, 殷志明, 盛磊祥, 蔣世全, 許亮斌, 陳國明 申請人:中國海洋石油總公司, 中國石油大學(華東), 中海石油研究中心