專利名稱：提升液體的柔性傳送機(jī)裝置和傳送設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及提升液體的技術(shù)，更詳細(xì)地說(shuō)是涉及到提升液體的柔性傳送機(jī)裝置和傳送設(shè)備及其方法。
到目前為止，用于從井中諸如水井或油井提升液體的主要技術(shù)是一種使用柱塞、缸體、閥、密封件和其他機(jī)械裝置的泵。這些機(jī)械裝置均易發(fā)生磨損、腐蝕、泄漏等問(wèn)題，導(dǎo)致效率低、安裝和維修費(fèi)用高以及工作動(dòng)力損耗大。而且液體需要提升的距離越長(zhǎng)，這些問(wèn)題對(duì)這類裝置使用的影響就越大。
可以替代泵用于從井中或其他地下蓄存液體建筑物中提升液體的各種技術(shù)以往已經(jīng)考慮到。一種普通型的替代技術(shù)是利用諸如纜索、繩索或鏈條的柔性傳送機(jī)，這種傳送機(jī)繞上部和下部的滑輪輸送并沿一個(gè)環(huán)形路徑移動(dòng)以提升和傳送一種液體，例如從油井中提升原油。液體從井中被提升上來(lái)主要是由于液體附著在柔性傳送機(jī)上。
這種普通型替代技術(shù)的先有技術(shù)典型可以在美國(guó)專利中找到，象富勒(Fowler)專利號(hào)930，465，卡爾(Carl)專利號(hào)1，017，847，斯克路白(Scruby)專利號(hào)1，703，963，克努波(Kneuper)專利號(hào)1，740，821，斯隆(Sloan)專利號(hào)2，121，931，凱茲(Kizziar)專利號(hào)2，329，913，蓋斯塔夫森(Gustafson)專利號(hào)2，704，981，羅德斯(Rhodes)專利號(hào)3，774，685，和杰克森等人(Jackson et al)專利號(hào)4，712，667。例如在羅德斯(Rhodes)專利中，一種提升設(shè)備使用一個(gè)呈拖布狀態(tài)的環(huán)形傳送機(jī)，該環(huán)形傳送機(jī)繞一個(gè)間隔開的隋輪系統(tǒng)輸送并通過(guò)外殼上升。該環(huán)形傳送機(jī)是由纖維材料制成，纖維材料被固定到一個(gè)能吸收液體的鋼絲繩上。傳送機(jī)上吸有液體的部段通過(guò)一個(gè)管狀通道被拖到地面上來(lái)。在地面上由通過(guò)一個(gè)擦刮裝置的橡膠滾子通道將液體從傳送機(jī)中回收。外殼提供一個(gè)用于偏心安裝管狀通道的環(huán)形空間，該管狀通道將向上運(yùn)行到地面的傳送機(jī)載有液體的部段密封住。該外殼也提供用于向下返回運(yùn)行到井中的傳送機(jī)空載返回部段的空間，并作為一個(gè)安裝返回中介輪支座的導(dǎo)向和側(cè)向支撐。
這些替代技術(shù)正如由于它們沒有為提升液體目的所利用而被證明，沒有一項(xiàng)對(duì)提升液體是有效的。這些替代技術(shù)似乎都沒能認(rèn)識(shí)和利用必須在直徑、速度和液體性質(zhì)之間建立必要的關(guān)系。相反，它們一直錯(cuò)誤地認(rèn)為提升過(guò)程基本上只是將液體附著到移動(dòng)的傳送機(jī)上的過(guò)程。因此，這些先有技術(shù)的實(shí)施一直未能成功，而且一種可行的提升液體的非泵替代技術(shù)仍有保留的必要。
本發(fā)明提供一種柔性傳送機(jī)裝置和傳送設(shè)備及其方法，該法可以滿足為提升液體的一種非泵替代技術(shù)的要求。替代技術(shù)不是那種以泵吸作用為基礎(chǔ)產(chǎn)生使液體流動(dòng)的壓力升高或依賴于液體對(duì)傳送機(jī)的附著，如通過(guò)吸收，本發(fā)明新的非泵替代技術(shù)應(yīng)用已知的庫(kù)艾特(Couette)流動(dòng)原理，成功地在一環(huán)狀空間內(nèi)由通過(guò)一個(gè)柔性管壁向上移動(dòng)的一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)的提升段來(lái)傳送一個(gè)呈環(huán)狀體積的液體。構(gòu)成本發(fā)明的基礎(chǔ)是發(fā)現(xiàn)為達(dá)到最佳實(shí)施效果而作的傳送機(jī)繩索速度和環(huán)狀空間徑向尺寸的主要參數(shù)以及其適當(dāng)?shù)倪x擇基本上是可靠的。
因此，本發(fā)明是涉及用于提升液體的一種柔性傳送機(jī)裝置，它包括(a)用于構(gòu)成柔性管壁的裝置，該管壁確定一條細(xì)長(zhǎng)通道并具有相對(duì)的兩端;和(b)一個(gè)具有提升和返回段的環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)。提升段貫穿由柔性管壁確定的通道。柔性繩索傳送機(jī)具有與提升和返回段相互連接并從柔性管壁的相對(duì)兩端延伸出的相對(duì)端部。提升段和圍繞提升段的柔性管壁在其間形成一個(gè)環(huán)狀空間，該環(huán)狀空間在柔性管壁的相對(duì)兩端之間延伸。
柔性繩索傳送機(jī)在其相對(duì)兩端部為產(chǎn)生和引導(dǎo)其繞相對(duì)柔性管壁的環(huán)形路徑運(yùn)動(dòng)可與以互相相對(duì)的相反方向移動(dòng)的提升和返回段接合。環(huán)狀空間的徑向尺寸和相對(duì)柔性管壁移動(dòng)的柔性繩索傳送機(jī)的速度是預(yù)定成，使在相對(duì)柔性管壁移動(dòng)中的提升段能產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流，該湍液流與提升段一起沿軸向流過(guò)柔性管壁的通道，這樣環(huán)形液流基本上不是附著在柔性繩索傳送機(jī)的提升段上，而是由移動(dòng)的提升段輸送并在環(huán)狀空間的環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)內(nèi)移動(dòng)，從而使液體通過(guò)柔性管壁相對(duì)兩端之間的通道移動(dòng)。
本發(fā)明也涉及到用于提升液體的傳送設(shè)備，它包括(a)用于形成柔性管壁的裝置，該管壁確定一個(gè)細(xì)長(zhǎng)通道并具有一個(gè)下進(jìn)口端和一個(gè)上出口端;(b)一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)具有提升和返回段，提升段貫穿由柔性管壁所確定的通道，和與提升和返回段相互連接并從柔性管壁的相對(duì)兩端延伸出的相對(duì)端部;和(c)用于使柔性繩索傳送機(jī)繞一個(gè)環(huán)形路徑與以互相相對(duì)的相反方向移動(dòng)的傳送機(jī)提升和返回段一起移動(dòng)的裝置。
提升段和圍繞提升段的柔性管壁在其間形成一個(gè)環(huán)狀空間，該環(huán)狀空間在柔性管壁的相對(duì)進(jìn)口和出口端之間延伸。環(huán)形空間的徑向尺寸和相對(duì)柔性管壁移動(dòng)的柔性繩索傳送機(jī)的速度是預(yù)定成，使在相對(duì)柔性管壁移動(dòng)中的提升段能產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流，該湍液流與提升段一起沿軸向向上流動(dòng)，這樣環(huán)形液流基本上不是附著在移動(dòng)的柔性繩索傳送機(jī)的提升段上，而是由移動(dòng)的提升段輸送，并在環(huán)狀空間的一個(gè)環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)內(nèi)向上移動(dòng)，從而將液體從柔性管壁的進(jìn)口端提升到出口端。
最好，柔性繩索傳送機(jī)的提升和返回段通過(guò)不同的柔性管壁設(shè)置。這樣就可通過(guò)由互相相對(duì)的柔性管壁確定的通道以相反的方向并相對(duì)管壁移動(dòng)。
移動(dòng)裝置是一種固定柔性繩索傳送機(jī)并可操縱其移動(dòng)的裝置，固定裝置包括有固定柔性繩索傳送機(jī)相對(duì)兩端部的滾子元件，和用于使柔性繩索傳送機(jī)繞環(huán)形路徑與通過(guò)不同通道、以互相相對(duì)的相反方向移動(dòng)的繩索傳送機(jī)提升和返回段一起移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置。
本發(fā)明還涉及到提升液體的一種傳送方法，該方法包括的步驟是(a)提供一種柔性管壁，該管壁確定一條細(xì)長(zhǎng)通道并具有一個(gè)下進(jìn)口端和一個(gè)上出口端;(b)配置一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)的提升段，通過(guò)管壁的細(xì)長(zhǎng)通道是設(shè)置成，使提升段和柔性管壁在其間形成一個(gè)環(huán)狀空間，該環(huán)狀空間在管壁的下進(jìn)口端和上出口端之間延伸;(c)使柔性繩索傳送機(jī)繞一個(gè)環(huán)形路徑與通過(guò)通道向上移動(dòng)的繩索傳送機(jī)的提升段一起移動(dòng);和(d)預(yù)先選定環(huán)形空間的徑向尺寸和柔性繩索傳送機(jī)相對(duì)柔性管壁移動(dòng)的速度，使在相對(duì)管壁移動(dòng)中的繩索傳送機(jī)的提升段能產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流，該湍液流與移動(dòng)的繩索傳送機(jī)的提升段一起這樣沿軸向向上流動(dòng)，即環(huán)形液流基本上不是附著在移動(dòng)的繩索傳送機(jī)的提升段上，而是由移動(dòng)的提升段輸送，并在環(huán)狀空間的一個(gè)環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)內(nèi)向上移動(dòng)，從而將液體從柔性管壁的進(jìn)口端提升到出口端。在一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)是通過(guò)將循環(huán)驅(qū)動(dòng)牽引力施加到柔性繩索傳送機(jī)上來(lái)達(dá)到的。在另一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)是通過(guò)將線性驅(qū)動(dòng)牽引力施加到柔性繩索傳送機(jī)上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明傳送機(jī)裝置的管壁和繩索傳送機(jī)的柔韌性使傳送設(shè)備能在拐角和彎轉(zhuǎn)處運(yùn)轉(zhuǎn)工作。實(shí)際上泵吸技術(shù)并不能在彎轉(zhuǎn)處可靠地起作用。例如一個(gè)諸如使用在風(fēng)車上的先有技術(shù)抽吸桿泵必須在一個(gè)相當(dāng)直的孔中使用。一個(gè)離心泵不能通過(guò)如此急轉(zhuǎn)的拐角，致使其軸變曲，此外在機(jī)械上也會(huì)出故障。對(duì)于象羅德斯(Rhodes)專利的先有技術(shù)設(shè)備那樣的非泵吸技術(shù)，是通過(guò)使用一種剛性管狀通道來(lái)封閉并保護(hù)拖布傳送機(jī)載有液體部分的，但羅德斯(Rhodes)設(shè)備在拐角附近并不能運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的這些和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)閱讀下面的詳細(xì)描述，同時(shí)結(jié)合所示附圖以及對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的描述，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯得更加明顯。
在下面的詳細(xì)描述中，將參照的附圖有

圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理用于提升液體的傳送設(shè)備簡(jiǎn)化實(shí)施例的側(cè)視圖，圖2是本發(fā)明傳送設(shè)備的縱剖視圖，圖3是沿圖2的3-3線所示的傳送設(shè)備的柔性傳送機(jī)裝置的局部放大剖視圖，圖4是沿圖3的4-4線所示局部放大縱向截面圖，圖5是按照本發(fā)明原理用于提升液體的傳送設(shè)備另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)下部局部放大透視圖，圖6是圖5所示的傳送設(shè)備實(shí)施例的上部局部放大側(cè)視圖，圖7是類似于圖3的截面圖，但表示傳送設(shè)備的柔性傳送機(jī)裝置另一個(gè)實(shí)施例，
圖8是類似于圖7的截面圖，但表示傳送設(shè)備的柔性傳送機(jī)裝置的又一個(gè)實(shí)施例，圖9是用于在井位處支撐傳送設(shè)備的氣密容器透視圖，表示氣密容器在非安裝狀態(tài)，圖10是氣密容器在安裝狀態(tài)的透視圖。
參照附圖，特別是圖1至4，示有一個(gè)按照本發(fā)明用于提升液體的、總的來(lái)說(shuō)標(biāo)有件號(hào)20的傳送設(shè)備簡(jiǎn)化實(shí)施例。在傳送設(shè)備的基本部件中，傳送設(shè)備20包括一個(gè)柔性傳送機(jī)裝置22和一個(gè)固定和操縱傳送機(jī)裝置22提升液體的裝置24。傳送裝置22包括有諸如呈一對(duì)分離細(xì)長(zhǎng)柔性管子28、30形狀的裝置26，用以確定一對(duì)分離的柔性管壁32、34，柔性管壁又限定相應(yīng)分離的細(xì)長(zhǎng)通道36、38，以及還包括一個(gè)通過(guò)管子28、30設(shè)置的環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)40。裝置24通過(guò)柔性管子28、30固定柔性繩索傳送機(jī)40，并通過(guò)管子28、30的通道36、38繞一個(gè)環(huán)形路徑操縱其移動(dòng)。
環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)40具有提升和返回段40A、40B以及相對(duì)的下端部和上端部40C、40D，提升和返回段40A、40B通過(guò)管子28、30的相應(yīng)通道36、38設(shè)置，下端部和上端部40C、40D與提升和返回段40A、40B相互連接，并從管子通道36、38的相對(duì)端延伸出。柔性繩索傳送機(jī)40的提升段40A和一個(gè)圍繞該段的管壁32在它們之間形成一個(gè)環(huán)形空隙或環(huán)狀空間44，該環(huán)狀空間44從一個(gè)管壁32的一個(gè)下進(jìn)口端46延伸到上進(jìn)口端48。
如圖1至4可以看到，柔性繩索傳送機(jī)40雖沒有那么受限制，但它最好具有一個(gè)基本上呈環(huán)狀的截面，并可由任何適宜的柔性材料例如塑料或纖維制成。構(gòu)成繩索傳送機(jī)的材料是足夠柔軟的，以便使傳送機(jī)裝置22能夠彎曲;然而，該材料基本上是無(wú)彈性的，以避免繩索傳送機(jī)40伸長(zhǎng)。還應(yīng)當(dāng)理解本文在描述或說(shuō)明傳送機(jī)性質(zhì)時(shí)使用術(shù)語(yǔ)“繩索”是出于簡(jiǎn)潔的目的，而不是出于限制的目的。其它術(shù)語(yǔ)諸如“索條”、“條帶”、“合股繩”等都可以認(rèn)為與“繩索”是可互換的，并可適用于描述由傳送機(jī)裝置22所使用的傳送機(jī)40類型式。
由圍繞繩索傳送機(jī)40的提升和返回段40A、40B柔性管子28、30所確定的柔性管壁32、34最好具有類似于繩索傳送機(jī)40的截面幾何形狀。管子28、30可以由任何適當(dāng)?shù)娜嵝圆牧侠缢芰现瞥?。制成管?8、30的材料是足夠柔軟的，以便使傳送機(jī)裝置22能夠彎曲;然而，該材料基本上是無(wú)彈性的，以便能避免管子伸長(zhǎng)。一個(gè)外部柔性護(hù)套49圍繞并支持傳送機(jī)裝置22柔性管子28、30。
在傳送設(shè)備20中的裝置24包括有諸如以滑輪或滾輪形式的可旋轉(zhuǎn)滾子元件50，該可旋轉(zhuǎn)滾子元件50相應(yīng)設(shè)置在鄰接并固定沿環(huán)形路徑運(yùn)動(dòng)的環(huán)形繩索傳送機(jī)40的下端部40C和上端部40D。裝置24還包括一個(gè)具有輸出驅(qū)動(dòng)軸54的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置52，該輸出驅(qū)動(dòng)軸54連接到滾子元件50的上部一個(gè)元件上。運(yùn)轉(zhuǎn)裝置52使其輸出驅(qū)動(dòng)軸54旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)軸54將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到上部滾子元件50上，從而將一個(gè)循環(huán)驅(qū)動(dòng)牽引力施加到繩索傳送機(jī)40上，使其繞環(huán)形路徑與以互相相對(duì)的相反方向通過(guò)不同通道36、38移動(dòng)的提升和返回段40A、40B一起移動(dòng)。參見圖1和2，例如，運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置52是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。另外，裝置52可以是發(fā)動(dòng)機(jī)、手動(dòng)曲柄、風(fēng)車、太陽(yáng)能動(dòng)力電機(jī)等。
環(huán)狀空間44的徑向尺寸(是管壁32的直徑和繩索傳送機(jī)40的直徑之間的差值和相對(duì)一個(gè)管壁32移動(dòng)的繩索傳送機(jī)40的速度是預(yù)選成，使在相對(duì)一個(gè)管壁32移動(dòng)中的柔性繩索傳送機(jī)40的提升段40A產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流S，該環(huán)形湍液流S與提升段40A一起這樣沿軸向向上流動(dòng)，即該環(huán)形湍液流基本上不是附著在提升段40A上，而是，該環(huán)形液流S由移動(dòng)的提升段40A輸送并在環(huán)狀空間44的一個(gè)環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)C內(nèi)向上移動(dòng)，從而將液體從一個(gè)管壁32的下進(jìn)口端46提升到上出口端48。
構(gòu)成本發(fā)明的基礎(chǔ)是發(fā)現(xiàn)為達(dá)到最佳實(shí)施效果而作的傳送機(jī)繩索速度和環(huán)狀空間徑向尺寸的主要參數(shù)以及其適當(dāng)?shù)倪x擇基本上是可靠的。傳送機(jī)速度和環(huán)狀空間徑向尺寸是預(yù)定的，以便保證環(huán)狀空間44在傳送設(shè)備中圍繞著向上移動(dòng)的繩索傳送機(jī)的提升段40A適當(dāng)?shù)匦纬森h(huán)形中心流動(dòng)區(qū)C。環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)C的形成可以用來(lái)增強(qiáng)液體提升的速率。在這種中心流動(dòng)區(qū)適當(dāng)?shù)乇恍纬傻耐瑫r(shí)，占據(jù)該區(qū)C的環(huán)形液流S將顯示出湍流的特性。
為此重申，環(huán)形湍液流S基本上不是依賴于為其移動(dòng)附著在繩索傳送機(jī)40的提升段40A上。相反，傳送機(jī)速度和環(huán)狀空間徑向尺寸的適當(dāng)選擇結(jié)合根據(jù)已知的庫(kù)艾特(Couette)流動(dòng)原理通過(guò)相對(duì)一個(gè)管壁32移動(dòng)的繩索傳送機(jī)提升段40A在液體中形成的應(yīng)力，產(chǎn)生所需要的、在環(huán)狀空間44的環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)C中同時(shí)與移動(dòng)繩索傳送機(jī)40的提升段40A一起移動(dòng)的環(huán)形湍液流S。
現(xiàn)參照?qǐng)D5和6，示有本發(fā)明傳送設(shè)備，總的來(lái)說(shuō)標(biāo)有件號(hào)56的另一個(gè)實(shí)施例的下部和上部56A、56B。在傳送設(shè)備的基本部件中，傳送設(shè)備56基本上與前面的傳送設(shè)備20相同。這樣，傳送設(shè)備56包括有由一對(duì)柔性管子60、62組成的一個(gè)柔性傳送機(jī)裝置58，柔性管子60、62限定一對(duì)分離的管壁64、66和一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)68，傳送設(shè)備56還包括一個(gè)裝置70，該裝置70固定通過(guò)管子60、62的繩索傳送機(jī)68′并可通過(guò)分離的細(xì)長(zhǎng)通道72、74繞一個(gè)環(huán)形路徑操縱其移動(dòng)，分離的細(xì)長(zhǎng)通道72、74是由柔性管子60、62的管壁64、66所限定。
然而，在傳送設(shè)備56的下部56A位置，柔性管子60、62在其下端處歸并到圍繞下滾子元件78的一個(gè)下環(huán)形殼體76中。而且，一個(gè)下進(jìn)口端80是由在管子62中斷處84的一個(gè)漏斗式部段82所限定。柔性管子60、62通過(guò)下滾子元件78上方一段短距離、繞在管子60、62上的諸如一個(gè)帶條86固定在一起。
傳送設(shè)備56的上部56B使用了不同的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置88，以使繩索傳送機(jī)68繞環(huán)形路徑與以互相相對(duì)的相反方向通過(guò)不同的細(xì)長(zhǎng)通道72、74移動(dòng)的繩索傳送機(jī)68的提升和返回段68A、68B一起移動(dòng)。比較通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸54和上部一個(gè)滾子元件50施加一個(gè)循環(huán)驅(qū)動(dòng)牽引力的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置52，圖6的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置88是通過(guò)一對(duì)線性驅(qū)動(dòng)裝置90、92將一個(gè)線性驅(qū)動(dòng)牽引力施加到繩索傳送機(jī)68上。運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置88包括在繩索傳送機(jī)68的上端部68C相對(duì)兩側(cè)設(shè)置的那對(duì)線性驅(qū)動(dòng)裝置90、92。每個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置90、92是由一對(duì)間隔滑輪94和繞該滑輪94輸送，并在其間延伸的驅(qū)動(dòng)皮帶96組成。
裝置88還包括一個(gè)多滾子機(jī)構(gòu)98，多滾子機(jī)構(gòu)98靠在繩索傳送機(jī)68的相對(duì)兩側(cè)夾住驅(qū)動(dòng)皮帶96的相鄰部段96A，驅(qū)動(dòng)皮帶96的相鄰部段96A沿直線路徑移動(dòng)并從相對(duì)兩側(cè)壓靠在繩索傳送機(jī)68上，以便對(duì)繩索傳送機(jī)68施加一個(gè)線性驅(qū)動(dòng)牽引力。皮帶部段96A的線性、平行運(yùn)動(dòng)使在其間牽引繩索傳送機(jī)68。
更詳細(xì)地說(shuō)，多滾子機(jī)構(gòu)98包括一對(duì)夾緊部件98A、98B，每個(gè)夾緊部件有一個(gè)支架100和多個(gè)滾子102。一個(gè)夾緊部件98A由夾板104平穩(wěn)地固定住。另一個(gè)夾緊部件98B由彈簧106和夾板108固定，用于朝著和遠(yuǎn)離繩索傳送機(jī)68和相對(duì)夾緊部件98A進(jìn)行循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。多個(gè)隋輪110固定地安裝在使繩索傳送機(jī)68繞其指定路線運(yùn)行的一個(gè)線性驅(qū)動(dòng)裝置92附近。每個(gè)線性驅(qū)動(dòng)裝置90、92的一個(gè)滑輪94可以被耦合以及由任何適當(dāng)?shù)膭?dòng)力源諸如電機(jī)和齒輪箱所驅(qū)動(dòng)。
現(xiàn)參見圖7，示有一個(gè)可由本發(fā)明傳送設(shè)備使用的改進(jìn)的柔性傳送機(jī)裝置114的截面。類似于圖1至4的柔性傳送機(jī)裝置22，柔性傳送機(jī)裝置114包括有一對(duì)柔性管子116、118和一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)124，柔性管子116、118限定一對(duì)分離的管壁120、122，環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)124通過(guò)由柔性管子116、118所限定的細(xì)長(zhǎng)通道126、128設(shè)置。和在傳送設(shè)備20、56的任一個(gè)中使用的同樣固定和操縱裝置(未示出)，可以用于固定繩索傳送機(jī)124并操縱其繞一個(gè)環(huán)形路徑通過(guò)管子116、118的分離通道126、128使其移動(dòng)。
此外，柔性傳送機(jī)裝置114包括一個(gè)外部護(hù)套130，該護(hù)套諸如由一種呈螺旋形纏繞的玻璃或環(huán)氧樹脂纖維材料帶條形成的并包封在柔性管子116、118的周圍，還設(shè)有一個(gè)靠在管子116、118旁邊延伸的細(xì)長(zhǎng)柔性張緊元件132。包封帶條的外部護(hù)套130環(huán)繞張緊元件132以及管子116、118。在當(dāng)柔性傳送機(jī)裝置114懸入到一個(gè)井中時(shí)，張緊元件132就支撐著管子116、118、繩索傳送機(jī)124、管子116中的液體以及下中介輪滾子(未示出)的重量。
參照?qǐng)D8，示有一個(gè)可由本發(fā)明傳送設(shè)備使用的另一改進(jìn)的柔性傳送機(jī)裝置134的截面。不同于如在前述諸如柔性傳送機(jī)裝置22、58、114情況下使用的一對(duì)柔性管子，圖8的柔性傳送機(jī)裝置134是由諸如一種一次擠壓成型的聚氯乙烯(PVC)泡沫塑料材料的柔性固體芯136構(gòu)成，該傳送機(jī)裝置具有一對(duì)沿軸向通過(guò)該柔性芯136的內(nèi)部形成的、分離間隔的管壁138、140。管壁138、140限定相應(yīng)分離的細(xì)長(zhǎng)通道142、144。一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)146，與前面描述的相同，通過(guò)柔性芯136的通道142、144設(shè)置。同樣的固定和操縱裝置(未示出)用于固定傳送機(jī)146并使其繞一個(gè)環(huán)形路徑通過(guò)由柔性芯136的內(nèi)部管壁138、140所限定通道142、144移動(dòng)。
柔性傳送機(jī)裝置還包括一個(gè)外部護(hù)套148，該外部護(hù)套148由呈螺旋形纏繞的玻璃或環(huán)氧樹脂纖維帶條構(gòu)成，并包封在泡沫芯136的周圍。除了內(nèi)部管壁138、140之外，柔性芯136還包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的柔性張緊元件150和信號(hào)傳導(dǎo)電纜152，信號(hào)傳導(dǎo)電纜152通過(guò)泡沫芯136靠在管壁138、140旁邊延伸并在其間被隔開。當(dāng)傳送機(jī)裝置被懸入到井中時(shí)，張緊元件150支撐著柔性芯136、在芯136中的液體和下中介輪滾子(未示出)的重量。而傳導(dǎo)電纜152被用于向井下裝置來(lái)回傳遞控制信號(hào)。
具有上述結(jié)構(gòu)的不同實(shí)施例給傳送設(shè)備提供一個(gè)能夠繞拐角和彎轉(zhuǎn)處運(yùn)轉(zhuǎn)且繞其延伸的柔性傳送機(jī)裝置。實(shí)際上還沒有任何一種非泵吸技術(shù)的吸取能夠以這種方式來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。最后，本發(fā)明的傳送設(shè)備甚至是在呈環(huán)形配置時(shí)仍將運(yùn)轉(zhuǎn)工作。
參照?qǐng)D9和10，示有一個(gè)氣密容器154，該氣密容器154是由用于在一個(gè)井位處支持傳送設(shè)備20的一個(gè)基座156和一個(gè)頂罩158構(gòu)成?；?56放置在一個(gè)井位處的地面、井口、臺(tái)或箱體上?；?56具有一個(gè)周邊凸緣160和一支承頭部162，周邊凸緣160支承運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置52，支承頭部162支持傳送設(shè)備20、56的柔性傳送機(jī)裝置22、58的上部。基座156還固定一個(gè)支承架164，該支承架164支持固定裝置24(圖1和2)的驅(qū)動(dòng)滾子元件50或繞其通過(guò)相應(yīng)繩索傳送機(jī)40、68的線性驅(qū)動(dòng)裝置90、92(圖6)。來(lái)自運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置52的傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)支承頭部162的一側(cè)，并具有一個(gè)或多個(gè)加壓密封軸承(未示出)，以便在容器154中提供液體和氣體的壓力絕緣。
當(dāng)頂罩158放到基座156上時(shí)，如圖10所示，該頂罩158通過(guò)將其與基座156互相連接的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)螺栓165夾緊在基座上，從而與基座156形成一個(gè)氣密加壓密封。這樣，氣密密封的容器154除了運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置52之外將相應(yīng)設(shè)備20、56的上部包容起來(lái)。一個(gè)管子166從容器154的一側(cè)延伸出來(lái)，被提升的液體通過(guò)管子66流出到一個(gè)儲(chǔ)存地。其他管子168從頂罩158的頂部引出來(lái)，用以輸送油井中分離出的天然氣。傳送設(shè)備20、56的上部作為用于井位處的氣-液分離器。容器154是氣密的可以滿足對(duì)環(huán)境空氣污染的要求。
在減少傳送設(shè)備的動(dòng)力損耗中一個(gè)主要因素是該設(shè)備的平衡性能，當(dāng)開始起動(dòng)時(shí)，在設(shè)備中不會(huì)有液體，因此，提供的動(dòng)力僅是克服繩索傳送機(jī)的摩擦力和慣性，繩索傳送機(jī)在設(shè)備的提升和返回兩側(cè)具有大致相同的重量。當(dāng)液體被提升到提升側(cè)時(shí)，負(fù)載大約呈線性增加，因此，由于起動(dòng)很有效，設(shè)備也就可線性加速。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中沒有由于例如抽吸桿的相反方向(慣性)引起增加動(dòng)力損耗的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力源僅僅是提升液體和克服摩擦力。一旦停止運(yùn)轉(zhuǎn)、液體就流出提升側(cè)。如果停止運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生過(guò)快，液體可能在提升側(cè)施加過(guò)大的應(yīng)力，所以停止運(yùn)轉(zhuǎn)也可通過(guò)使繩索傳送機(jī)呈線性減速逐漸來(lái)完成，以便液體漸漸地落回。
因?yàn)樵谠O(shè)備返回側(cè)上的管子被用于引導(dǎo)繩索傳送機(jī)返回井下，它至少也能用于起另一個(gè)作用。如果泵吸處理井底的諸如酸或表面活化劑的液體，那些液體可以通過(guò)設(shè)備的返回側(cè)以很大的增壓被傳送到沙面上。同時(shí)，如果需要的話，剩余的液體可以通過(guò)設(shè)備的提升側(cè)排除。而且，一旦在設(shè)備的提升側(cè)上由于磨損造成管子毀壞的事情發(fā)生，繩索傳送機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向可以調(diào)換，使在返回側(cè)的管子作為提升側(cè)，而反之也如此，那樣就可在傳送這機(jī)裝置需要更換之前使其有更長(zhǎng)的使用壽命。
關(guān)于環(huán)狀空間徑向尺寸和繩索速度對(duì)提升率的影響實(shí)驗(yàn)和觀察結(jié)果如下如前面所述，構(gòu)成本發(fā)明的基礎(chǔ)是發(fā)現(xiàn)為達(dá)到最佳實(shí)施效果而作的，傳送機(jī)的速度和環(huán)狀空間徑向尺寸的主要參數(shù)以及它們的適當(dāng)選擇基本上是可靠的。當(dāng)這些參數(shù)是經(jīng)仔細(xì)選擇時(shí)，實(shí)驗(yàn)表明由傳送設(shè)備移動(dòng)的流體體積和本發(fā)明的方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出由已知庫(kù)艾特-泊蕭(Couette-Poi-seuille)的流動(dòng)原理所預(yù)測(cè)的效果。這些已知原理的詳細(xì)說(shuō)明可通過(guò)參考書獲得，該書為丘吉爾的“粘性流動(dòng)-理論的實(shí)際運(yùn)用”(Chur-chill，S.W.，Viscous Flows，The Practical Use of Theory(1988)，頁(yè)次107-130，Butterworths，波士頓(Boston)麻薩堵塞州(Mass))。
為達(dá)到一個(gè)特定的液體提升率，一套最佳的關(guān)于傳送機(jī)速度和環(huán)狀空間徑向尺寸可以通過(guò)跟蹤和誤差實(shí)驗(yàn)預(yù)先選定，以保證環(huán)狀中心流動(dòng)區(qū)在傳送機(jī)的提升段周圍適當(dāng)?shù)匦纬桑摥h(huán)狀中心流動(dòng)區(qū)是使傳送設(shè)備實(shí)施效果提高的原因。環(huán)狀中心流動(dòng)區(qū)的形成足以提高液體的提升率。當(dāng)這種中心流動(dòng)區(qū)是適當(dāng)?shù)匦纬蓵r(shí)，占據(jù)該區(qū)的環(huán)形液流會(huì)顯示出湍流的特性。
由本發(fā)明人進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證使用兩套管子和繩索尺寸、和幾種不同的繩索速度以及構(gòu)造形式的傳送設(shè)備實(shí)施效果。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下面的表Ⅰ中示出。
用實(shí)驗(yàn)性的傳送設(shè)備產(chǎn)生表Ⅰ數(shù)據(jù)的系列實(shí)驗(yàn)是采用不同提升距離、三種類型管子和幾種類型繩索進(jìn)行的。雖然各欄與每個(gè)實(shí)驗(yàn)組有關(guān)，但表Ⅰ沒有將特定類型的管子或繩索區(qū)分開。表Ⅰ的主要目的是為證明實(shí)施實(shí)驗(yàn)的廣泛性并支持傳送設(shè)備的物理性能依賴于液壓直徑(環(huán)狀空間的徑向尺寸)和繩索速率或速度的主張。從表Ⅰ中明顯看出增加繩索的速度就增加通過(guò)量。它也似乎表明使用較小的管子尺寸以低的繩索速度顯示出較高的流率(例如繩索，速度為180呎/分鐘時(shí)水的提升率為46對(duì)應(yīng)9)如果傳統(tǒng)的庫(kù)艾特(Couette)理論描述了整個(gè)過(guò)程，將不會(huì)是合乎邏輯的。
在表Ⅰ中所獲得的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)性的設(shè)備是裝配好的并在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，即繩索速度和流率是達(dá)到恒定的。然而繩索速度是由已知的繩索長(zhǎng)度和提升高度、確定的繩索運(yùn)行時(shí)間形成的。液體的流率是通過(guò)記錄充滿一個(gè)已知體積容器，通常是一夸脫容器的時(shí)間來(lái)測(cè)定的。因?yàn)樵S多數(shù)據(jù)點(diǎn)表示許多觀察結(jié)果的平均值，所以該表僅示出數(shù)據(jù)的一小部分。
本發(fā)明人還完成了實(shí)際實(shí)施效果和根據(jù)庫(kù)艾特-泊蕭(Couette-Poiseuille)流動(dòng)原理在理論上預(yù)測(cè)實(shí)施效果之間的比較。從表Ⅰ的數(shù)據(jù)和這種比較的圖示中已得出這樣的結(jié)論，即很顯示地有一個(gè)最佳管子和繩索直徑(從而也是環(huán)狀空間的徑向尺寸)以及繩索速度與一個(gè)特定液體提升率的設(shè)計(jì)目的相符合。還得出這樣的結(jié)論，即有一個(gè)顯著提高提升率的、圍繞繩索的“中心流動(dòng)區(qū)”。一個(gè)展示湍流特性的“中心流動(dòng)區(qū)”需要將觀察的實(shí)施效果與理論進(jìn)行比較。最后得出這樣的結(jié)論，即使用一種修正的庫(kù)艾特(Couette)流動(dòng)理論，考慮到徑向環(huán)狀空間、中心流動(dòng)區(qū)和液體的密度，設(shè)備的提升過(guò)程特性就是可預(yù)測(cè)的。
可以認(rèn)為本發(fā)明和其優(yōu)點(diǎn)可從前面的描述中得知，并且顯然在不脫離本發(fā)明的精神和范圍或不減少其所有材料優(yōu)點(diǎn)的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改，以上所述的表格僅是其中較佳的或典型的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用在傳送設(shè)備中用于提升液體的柔性傳送機(jī)裝置，所述裝置包括(a)用于構(gòu)成柔性管壁的裝置，該管壁限定一個(gè)細(xì)長(zhǎng)通道并具有相應(yīng)的相對(duì)兩端；和(b)一個(gè)具有提升和返回段的環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)，所述提升段貫穿由所述柔性管壁限定的所述通道，所述柔性繩索傳送機(jī)還具有與所述提升和返回段相互連接并從所述柔性管壁的所述相對(duì)兩端延伸出的相對(duì)端部，所述提升段和圍繞所述提升段的所述柔性管壁在其間形成一個(gè)環(huán)狀空間，該環(huán)狀空間在所述柔性管壁的所述相對(duì)兩端之間延伸；(c)所述柔性繩索傳送機(jī)在所述相對(duì)端部為產(chǎn)生和引導(dǎo)所述柔性繩索傳送機(jī)繞相對(duì)所述柔性管壁的一個(gè)環(huán)形路徑運(yùn)動(dòng)可與以互相相對(duì)的相反方向移動(dòng)的所述提升和返回段接合，所述環(huán)狀空間的徑向尺寸和相對(duì)所述柔性管壁移動(dòng)的所述柔性繩索傳送機(jī)的速度是預(yù)選定成，使在相對(duì)所述柔性管壁移動(dòng)中的所述提升段能夠產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流，該液流與所述提升段一起這樣沿軸向流過(guò)所述柔性管壁的所述通道，即所述環(huán)形液流基本上不是附著在所述柔性繩索傳送機(jī)的所述提升段上，而是由所述移動(dòng)的提升段輸送并在所述環(huán)狀空間的一個(gè)環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)內(nèi)移動(dòng)，從而使移動(dòng)液體通過(guò)所述柔性管壁的所述相對(duì)兩端之間的所述通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，用于形成所述柔性管壁的所述裝置是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的空心柔性管子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，它還包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的張緊元件在所述柔性管子旁邊延伸，并連接于其上用以支持所述柔性管子和所述繩索傳送機(jī)的重量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，用于形成所述柔性管壁的所述裝置是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的塑性材料固體芯，該固體芯具有通過(guò)所述芯的內(nèi)部限定的所述管壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，它還包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的張緊元件貫穿所述芯的內(nèi)部在所述管壁旁邊，并與所述管壁間隔開，用以支持所述芯和所述繩索傳送機(jī)的重量。
6.一種用在傳送設(shè)備中用于提升液體的柔性傳送機(jī)裝置，所述裝置包括(a)用于構(gòu)成一對(duì)柔性管壁的裝置，該管壁限定分離的細(xì)長(zhǎng)通道并具有相應(yīng)的相對(duì)兩端;和(b)一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)由一對(duì)提升和返回段以及一對(duì)相對(duì)的端部構(gòu)成，上述一對(duì)提升和返回段貫穿由所述柔性管壁限定的所述相應(yīng)通道的一個(gè)不同通道，上述一對(duì)相對(duì)的端部與所述提升和返回段相互連接并從所述柔性管壁的所述相應(yīng)的相對(duì)兩端延伸出，所述柔性繩索傳送機(jī)的所述提升段和圍繞所述提升段的一個(gè)所述柔性管壁在其間形成一個(gè)環(huán)狀空間，該環(huán)狀空間在所述一個(gè)柔性管壁的所述相對(duì)兩端之間延伸;(c)所述柔性繩索傳送機(jī)在其相對(duì)端部為產(chǎn)生和引導(dǎo)所述柔性繩索傳送機(jī)繞相對(duì)所述柔性管壁的一個(gè)環(huán)形路徑運(yùn)動(dòng)可與以互相相對(duì)的相反方向通過(guò)所述相應(yīng)通道移動(dòng)的所述柔性繩索傳送機(jī)的所述提升和返回段接合，所述環(huán)狀空間的徑向尺寸和相對(duì)所述一個(gè)柔性管壁移動(dòng)的所述柔性繩索傳送機(jī)的速度是預(yù)選成，使在相對(duì)所述一個(gè)柔性管壁移動(dòng)中的所述提升段能夠產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流，該湍液流與所述提升段一起這樣沿軸向流過(guò)所述一個(gè)柔性管壁的所述通道，即所述環(huán)形液流基本上不是附著在所述柔性繩索傳送機(jī)的所述提升段上，而是由所述移動(dòng)的提升段輸送并在所述環(huán)狀空間的一個(gè)環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)內(nèi)移動(dòng)，從而使液體通過(guò)所述一個(gè)柔性管壁的所述通道的所述相對(duì)兩端之間流動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，用于形成所述柔性管壁的所述裝置是一對(duì)細(xì)長(zhǎng)的空心柔性管子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，它還包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的張緊元件在所述柔性管子旁邊延伸，并連接于其上用以支持所述柔性管子和所述繩索傳送機(jī)的重量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，用于形成所述柔性管壁的所述裝置是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的塑性材料固體芯，該固體芯具有通過(guò)所述芯的內(nèi)部限定的所述管壁。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，它還包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的張緊元件通過(guò)所述芯的內(nèi)部在所述管壁旁邊延伸，并與所述管壁間隔開，用以支持所述芯和所述繩索傳送機(jī)的重量。
11.一種用于提升液體的傳送設(shè)備，它包括(a)用于構(gòu)成一個(gè)柔性管壁的裝置，該管壁限定一個(gè)細(xì)長(zhǎng)通道并具有相對(duì)兩端;(b)一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)具有提升和返回段，所述提升段由所述管壁所圍繞，并通過(guò)由所述管壁限定的所述通道設(shè)置，所述柔性繩索傳送機(jī)還具有相對(duì)端部，該相對(duì)端部與所述提升和返回段相互連接，并從所述柔性管壁的所述相對(duì)兩端延伸出，所述提升段和所述柔性管壁在其間形成一個(gè)環(huán)狀空間，該環(huán)狀空間在所述柔性管壁的所述相對(duì)兩端之間延伸，和(c)用于與所述柔性繩索傳送機(jī)的所述相對(duì)端部接合并可操縱用于使所述繩索傳送機(jī)繞一個(gè)環(huán)形路徑與以互相相對(duì)的相反方向移動(dòng)的所述繩索傳送機(jī)的所述提升和返回段一起移動(dòng)的裝置，所述環(huán)狀空間的徑向尺寸和相對(duì)所述管壁移動(dòng)的所述繩索傳送機(jī)的速度是預(yù)定的，使在相對(duì)所述管壁移動(dòng)中的所述提升段能夠產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流，該液流與所述提升段一起這樣沿軸向向上流動(dòng)，即所述環(huán)形液流基本上不是附著在所述繩索傳送機(jī)的所述提升段上，而是由所述移動(dòng)的提升部段輸送，并在所述環(huán)狀空間的一個(gè)環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)內(nèi)向上移動(dòng)，從而將液體通過(guò)所述管壁的所述通道提升。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳送設(shè)備，所述移動(dòng)裝置包括一個(gè)裝置活動(dòng)地支持所述繩索傳送機(jī)的所述相對(duì)端部;和一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能與所述裝置耦合，并可操縱所述繩索傳送機(jī)繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述裝置包括一對(duì)旋轉(zhuǎn)的滾子元件，該滾子元件輸送相鄰于所述管壁的所述相對(duì)兩端的所述繩索傳送機(jī)的所述相對(duì)端部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是與一個(gè)所述滾子元件相連接的一個(gè)運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置，且可操縱所述滾子元件旋轉(zhuǎn)，從而使所述繩索傳送機(jī)與以互相相對(duì)的相反方向移動(dòng)的所述繩索傳送機(jī)的所述提升和返回段一起繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳送設(shè)備，所述移動(dòng)裝置包括一個(gè)裝置活動(dòng)地支持所述柔性繩索傳送機(jī)的所述相對(duì)端部;和一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能與所述繩索傳送機(jī)接合，并可操縱所述繩索傳送機(jī)繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述裝置包括一對(duì)滾子元件，該對(duì)滾子元件輸送相鄰于所述管壁的所述相對(duì)兩端的所述繩索傳送機(jī)的所述相對(duì)端部。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是與所述繩索傳送機(jī)相接合的，以便將線性牽引力施加到所述繩索傳送機(jī)上，使其繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)與所述繩索傳送機(jī)耦合的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置，并可操縱使所述繩索傳送機(jī)與以互相相對(duì)的相反方向移動(dòng)的所述繩索傳送機(jī)的所述提升和返回段一起繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)。
19.一種用于提升液體的傳送設(shè)備，它包括(a)用于構(gòu)成一種柔性管壁的裝置，該管壁限定分離的細(xì)長(zhǎng)通道并具有相對(duì)兩端;(b)一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)具有提升和返回段以及一對(duì)相對(duì)的端部，上述提升和返回段通過(guò)由所述管壁限定的所述相應(yīng)通道的一個(gè)不同通道設(shè)置，上述一對(duì)相對(duì)的端部與所述提升和返回段相互連接并從所述柔性管壁的所述相應(yīng)相對(duì)兩端延伸出，所述柔性繩索傳送機(jī)的所述提升段和圍繞所述提升段的所述一個(gè)柔性管壁在其間形成一個(gè)環(huán)狀空間，該環(huán)狀空間在所述一個(gè)柔性管壁的所述相對(duì)兩端之間延伸;和(c)用于使所述繩索傳送機(jī)與以互相相對(duì)的相反方向通過(guò)所述通道的一個(gè)不同通道移動(dòng)的所述繩索傳送機(jī)的所述提升和返回段一起繞一個(gè)環(huán)形路徑移動(dòng)的裝置，所述環(huán)狀空間的徑向尺寸和相對(duì)所述一個(gè)管壁移動(dòng)的所述繩索傳送機(jī)的速度是預(yù)定的，使在相對(duì)所述一個(gè)管壁移動(dòng)中的所述提升段能夠產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流，該液流與所述提升段一起這樣沿軸向向上流動(dòng)，即所述環(huán)形液流基本上不是附著在所述繩索傳送機(jī)的所述提升段上，而是由所述移動(dòng)的提升段輸送，并在所述環(huán)狀空間的一個(gè)環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)內(nèi)向上移動(dòng)，從而將液體通過(guò)所述一個(gè)管壁的所述通道提升。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳送設(shè)備，所述移動(dòng)裝置包括一個(gè)裝置活動(dòng)地支持所述繩索傳送機(jī)的所述相對(duì)端部;和一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述裝置耦合，并可操縱所述繩索傳送機(jī)繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述裝置包括一對(duì)旋轉(zhuǎn)的滾子元件，該對(duì)滾子元件輸送相鄰于所述一個(gè)管壁的所述相對(duì)兩端的所述繩索傳送機(jī)的所述相對(duì)端部。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置，該裝置與一個(gè)所述滾子元件相連接，并可操縱所述滾子元件旋轉(zhuǎn)，從而使所述繩索傳送機(jī)與以互相相對(duì)的相反方向移動(dòng)的所述繩索傳送機(jī)的所述提升和返回段一起繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳送設(shè)備，所述移動(dòng)裝置包括一個(gè)裝置活動(dòng)地支持所述繩索傳送機(jī)的所述相對(duì)端部;和一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能與所述繩索傳送機(jī)接合，并可操縱所述繩索傳送機(jī)繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述裝置包括一對(duì)滾子元件，該對(duì)滾子元件輸送相鄰于所述一個(gè)管壁的所述相對(duì)兩端的所述繩索傳送機(jī)的所述相對(duì)端部。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是與所述繩索傳送機(jī)相接合，以便將線性牽引力施加到所述繩索傳送機(jī)上，使其繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)動(dòng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的傳送設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)與所述繩索傳送機(jī)耦合的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置，并可操縱使所述繩索傳送機(jī)與以互相相對(duì)的相反方向移動(dòng)的所述繩索傳送機(jī)的所述提升和返回段一起繞所述環(huán)形路徑移動(dòng)。
27.一種用于提升液體的傳送方法，它包括步驟如下(a)提供一個(gè)柔性管壁，該管壁確定一個(gè)具有相對(duì)兩端的細(xì)長(zhǎng)通道;(b)一個(gè)環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)的提升段通過(guò)管壁的細(xì)長(zhǎng)通道是設(shè)置成，使提升段和固定的柔性管壁在其間形成一個(gè)環(huán)狀空間，該環(huán)狀空間在管壁的相對(duì)兩端之間延伸;(c)使柔性繩索傳送機(jī)繞一個(gè)環(huán)形路徑與通過(guò)通道向上移動(dòng)的繩索傳送機(jī)的提升段一起移動(dòng);和(d)預(yù)選環(huán)形空間的徑向尺寸和繩索傳送機(jī)相對(duì)管壁移動(dòng)的速度，使在相對(duì)管壁移動(dòng)中的繩索傳送機(jī)的提升段能產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流，該湍液流與繩索傳送機(jī)的提升段一起這樣沿向向上流動(dòng)的，即環(huán)形液流基本上不是附著在繩索傳送機(jī)的提升段上，而是由移動(dòng)的提升段輸送，并在環(huán)狀空間的一個(gè)環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)內(nèi)向上移動(dòng)，從而將液體通過(guò)管壁通道提升。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的傳送方法，其特征在于，所述移動(dòng)包括將一個(gè)循環(huán)驅(qū)動(dòng)牽引力施加到繩索傳送機(jī)上。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的傳送方法，其特征在于，所述移動(dòng)包括將一個(gè)線性驅(qū)動(dòng)牽引力施加到繩索傳送機(jī)上。
30.一種用于提升液體的傳送方法，其步驟包括(a)提供一對(duì)柔性管壁，該對(duì)管壁分別確定一對(duì)具有相對(duì)兩端的分離細(xì)長(zhǎng)通道;(b)一環(huán)形柔性繩索傳送機(jī)的提升和返回段通過(guò)管壁分離通道的一個(gè)不同通道設(shè)置成，使提升段和圍繞提升段的一個(gè)管壁在其間形成一個(gè)環(huán)狀空間，該環(huán)狀空間在一個(gè)管壁的相對(duì)兩端之間延伸;(c)使繩索傳送機(jī)與以互相相對(duì)的相反方向通過(guò)分離通道的一個(gè)不同通道移動(dòng)的繩索傳送機(jī)提升和返回段一起繞一個(gè)環(huán)形路徑移動(dòng);(c′)使繩索傳送機(jī)與以互相相對(duì)的相反方向通過(guò)分離通道的一個(gè)不同通道移動(dòng)的繩索傳送機(jī)提升和返回段一起;以及與通過(guò)一個(gè)管壁限定的通道向上移動(dòng)的提升段一起繞一個(gè)環(huán)形路徑移動(dòng);和(d)預(yù)先選定環(huán)形空間的徑向尺寸和繩索傳送機(jī)相對(duì)于一個(gè)管壁移動(dòng)的速度，以便在相對(duì)一個(gè)管壁移動(dòng)中的繩索傳送機(jī)的提升段能產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形湍液流，該湍液流與繩索傳送機(jī)的提升段一起這樣沿軸向向上流動(dòng)，即環(huán)形液流基本上不是附著在繩索傳送機(jī)的提升段上，而是由移動(dòng)的提升段輸送，并在環(huán)狀空間的一個(gè)環(huán)形中心流動(dòng)區(qū)內(nèi)向上移動(dòng)，從而將液體通過(guò)一個(gè)管壁的通道提升。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的傳送方法，其特征在于，所述移動(dòng)包括將一個(gè)循環(huán)驅(qū)動(dòng)牽引力施加到繩索傳送機(jī)上。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的傳送方法，其特征在于，所述移動(dòng)包括將一個(gè)線性牽引力施加到繩索傳送機(jī)上。
全文摘要
一種提升液體的傳送設(shè)備包括具有一對(duì)柔管和一個(gè)環(huán)形柔索傳送機(jī)的柔性傳送機(jī)裝置，傳送機(jī)具有提升和返回段及上端部和下端部。一對(duì)滾子元件和一個(gè)運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置用來(lái)固定并使傳送機(jī)與以互相相對(duì)的相反方向通過(guò)不同通道移動(dòng)的傳送機(jī)提升和返回段一起繞一個(gè)環(huán)形路徑移動(dòng)。傳送機(jī)的提升段和圍繞其的管壁之間形成一個(gè)環(huán)狀空間，從而產(chǎn)生一股環(huán)形湍液流，該湍液流與提升段一起沿軸向向上移動(dòng)，以將液體提升到柔管的出口端。
文檔編號(hào)F04B19/14GK1065120SQ9210156
公開日1992年10月7日 申請(qǐng)日期1992年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月11日
發(fā)明者詹姆斯·W·克拉夫頓, 威廉·W·克拉夫頓 申請(qǐng)人:詹姆斯·W·克拉夫頓, 威廉·W·克拉夫頓