用于压裂油气储备的高压多级离心泵.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103270308A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103270308103270308A(43)申请公布日2013.08.28(21)申请号201280004221.5(51)Int.Cl.(22)申请日2012.01.19F04D1/06(2006.01)E21B43/26(2006.01)(30)优先权数据F04D29/16(2006.01)61/434,1712011.01.19USF04D29/44(2006.01)61/434,1672011.01.19US13/328,2452011.12.16US(85)PCT申请进入国家阶段日2013.06.18(86)PCT申请的申请数据PCT/CA2012/0000472012.01.19(87)PCT申请的公布数据WO2012/097440EN2012.07.26(71)申请人尼克森公司地址加拿大艾伯塔(72)发明人D·佩蒂格鲁W·A·利玛诺韦卡Z·沃卡丁(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人苏娟朱利晓权权利要求书2页利要求书2页说明书11页说明书11页附图6页附图6页(54)发明名称用于压裂油气储备的高压多级离心泵(57)摘要本发明涉及多级离心泵设计，其具有插入在高压壳体内的扩散器、叶轮和轴，使得该组件完全封装在壳体内，并且壳体具有充分强度以适用被泵送流体的安全压力容限。本发明描述了用来重构多级离心泵设计以将排放压力能力增加至高于现有设计的6,000psig的技术细节。CN103270308ACN103278ACN103270308A权利要求书1/2页1.一种用于压裂油气藏的多级离心泵，其能够传输高达大致10,000psi或以上的排放压力或者泵内外压力之间的差别压力，包括：泵壳体，其被设计用于主要压力容限，泵底座和泵头之间的密封是通过使用特定螺纹实现的金属对金属式，设计有开口的扩散器，以允许跨扩散器外边缘的快速压力均衡，从而避免由于会造成扩散器失效的高差压的失效，具有用在扩散器外侧上的密封以防止封装在壳体内的各个扩散器外侧之间的压力连通和流体流动，并且到泵进口和排放口的泵连接升级为环或垫圈式密封，其中所述泵传输高达大致10,000psi或以上的排放压力或者泵内外压力之间的差别压力。2.如权利要求1所述的多级离心泵，还包括插入在高压壳体内的扩散器、叶轮和轴，该组件完全封装在壳体内，并且壳体具有充分强度以适合用于被泵送流体的安全压力容限。3.如权利要求1或2所述的泵，在扩散器壁的顶部上利用压力套筒，以通过套筒和扩散器壁的外直径之间的压缩配合改善壁强度。4.如权利要求1、2或3所述的泵，在扩散器壁中利用均衡开口，导致跨扩散器壁的差别压力为零，从而还允许快速减压。5.如权利要求1至4中任一项所述的泵，其中，为了防止级由于从一个泵级到另一个的压力传递而塌缩，在每个扩散器和所述壳体之间利用o型圈式密封。6.如权利要求1至5中任一项所述的泵，其中，所述泵壳体与所述泵底座和泵头两者之间的密封是通过提供金属对金属式密封的特定螺纹实现的，由此通过使用已验证的金属对金属螺纹密封技术(底座-销-壳体连接)消除所有的弹性体和非弹性体密封。7.如权利要求1至6中任一项所述的泵作为多级离心泵的使用，以为所述高压多级离心泵提供在高达大致10,000psi或更大排放压力操作以便出于液压压裂由所述井穿透的油气藏的目的将流体注射到井筒的机械和液压压力能力。8.一种多级离心泵组件，包括插入到高压壳体内的扩散器、叶轮和轴，所述组件完全封装在壳体内，所述壳体具有充分强度以用于被泵送流体的安全压力容限，从而能够将排放压力能力增加到大于6,000psi至大致大约10,000psi或更大排放压力，由此提供适用于压裂由井筒穿透的地层的压力。9.如权利要求8所述的泵，其用于油气压裂行业以在足够的压力泵送流体，从而刺激油气储备。10.如权利要求8或9所述的泵，还包括壳体式离心泵，被设计为以大致30-90hz(1800-5400rpm)的速度操作，排放压力为大致10,000psi，抽吸压力为大致大约15-600psi的范围内。11.如权利要求8、9或10所述的泵，还包括在扩散器壁顶部上的压力套筒，以通过套筒和扩散器壁的外直径之间的压缩配合实现改善壁强度。12.如权利要求8-11中任一项所述的泵，还包括扩散器壁中的均衡孔，使得跨所述扩散器壁的差别压力为零，由此提供快速减压。13.如权利要求8-12中任一项所述的泵，还包括用在每个扩散器和壳体之间的o型圈式密封，以防止级由于从一个泵级到另一泵级的压力传递而塌缩。2CN103270308A权利要求书2/2页14.如权利要求8-13中任一项所述的泵，其中，泵壳体与泵底座和泵头两者之间的密封通