【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于油田采油工程裝備領域，尤其涉及一種液控雙級活塞式增壓裝置。
技術介紹
1、目前在油田開發中應用的氣舉工藝，其地面壓氣站主要使用活塞往復式壓縮機對氣體進行加壓。活塞往復式壓縮機由曲柄連桿機構將驅動機的旋轉運動變為活塞的往復運動，活塞與氣缸共同組成壓縮機工作腔，依靠活塞在氣缸內的往復運動，并借助進、排氣閥的自動開閉，使氣體周期性地進入氣缸工作腔，進行壓縮和排出。存在慣性力大、轉速不能太高、機器較笨重、結構復雜、易損件多、維修工作量大、維護費用相對較高等問題。
2、申請號為cn201810366010.5的專利技術專利文件中公開了一種增壓比可變的多級多用途液壓增壓器，這種增壓器通過多級活塞在氣缸內的往復運動實現增壓，有效解決了離心式壓縮機存在的上述問題。然而，這種增壓器存在不足：1、這種增壓器中采用了多達13個電磁換向閥，而電磁換向閥的流道通常較小，大量使用電磁換向閥不但會影響液壓和氣壓系統的工作效率，而且大幅增加了設備的復雜程度和故障率。2、這種增壓器中，液壓驅動的傳遞活塞的直徑最大，其它各級增壓活塞的直徑較小，受液壓流量所限，這種增壓器的增壓效率較低。3、這種增壓器中，所有的增壓缸均為單作用缸，即只在壓縮行程工作，擴張行程吸入待壓縮介質，這從另一方面限制了增壓效率的提升。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是研究一種液控雙級活塞式增壓裝置，使其適用高溫氣體、液體、氣液混合體等多種介質的同時，結構更加簡單，增壓效率更高。
2、本專利技術所解決的技術
3、增壓總成，包括高壓缸套、高壓活塞、低壓缸套和低壓活塞，高壓活塞滑動安裝在高壓缸套內，低壓活塞滑動安裝在低壓缸套內；
4、所述高壓缸套共有兩個，兩個高壓缸套同軸且固定連接，兩個高壓缸套內各設置有一個高壓活塞，兩個高壓活塞之間連接有一根活塞桿，稱為高壓活塞桿；高壓活塞桿從兩個高壓缸套之間連接處的隔板中央穿過并與該隔板滑動密封配合；每個高壓缸套的內部空間均被所述高壓活塞分成一個氣室和一個油室，該處氣室稱為高壓氣室，其中，兩個高壓氣室分別位于兩個高壓活塞與各自對應側的低壓缸套之間，兩個油室均位于兩個高壓活塞之間；
5、所述低壓缸套共有兩個，兩個低壓缸套分別固定連接在由兩個高壓缸套組成的連接體的兩端，每個低壓缸套內設置有一個低壓活塞，每個低壓活塞與鄰近的高壓活塞之間各連接有一根活塞桿，稱為低壓活塞桿，低壓活塞桿從高壓缸套與低壓缸套之間連接處的隔板中央穿過，并與該隔板滑動密封配合；每個低壓缸套的內部空間均被所述低壓活塞分成左右兩個氣室，兩個氣室均稱為低壓氣室；
6、所述油室所在的高壓缸套的直徑小于低壓缸套的直徑；
7、所述液壓系統，包括第一油路和第二油路，第一油路由油箱、油泵、三位四通電磁換向閥和一個油室通過液壓油管依次連接而成，第二油路由油箱、三位四通電磁換向閥和另一個油室通過液壓油管依次連接而成，油箱內盛裝有液壓油；通過控制三位四通電磁換向閥，能夠實現三位四通電磁換向閥與所述高壓缸套之間的液壓油管中液壓油流向的切換，進而實現兩個油室中液壓油的可控進出，最終使所述增壓總成內的各活塞能夠在液壓驅動下往復移動；
8、所述氣壓系統，包括進氣管線、過濾器和出氣管線；從進氣管線進入的氣體經由過濾器過濾后，通過管線輸送至分別位于兩個低壓缸套內的四個低壓氣室內；氣體在低壓氣室內被低壓活塞壓縮并排出，排出的氣體通過管線輸送至高壓氣室進行二次壓縮，二次壓縮后的氣體從高壓氣室后進入出氣管線。
9、氣壓管線與各氣室的連接處設置有用于防止返流的單流閥。
10、作為優選方案，所述油箱內設置有換熱管，換熱管的兩端串聯在所述氣壓系統的主干氣路中，且位置位于低壓氣室的出口與高壓氣室的入口之間，換熱管浸沒于液壓油中。
11、作為優選方案，所述單流閥內置于各氣室端部的所述隔板上以及與所述低壓氣室端部位置對應處的低壓缸套中；
12、單流閥的結構包括閥球和閥座，閥球置于閥座上方，單流閥的進口和出口均加工在所述隔板上或低壓氣室的端部，以實現各氣室內外的連通；單流閥處于關閉狀態時，閥球在自身重力作用下貼靠在閥座上端的內側，以實現閥球與閥座的密封；單流閥處于導通狀態時，閥球在流體的推動下遠離閥座，以實現單流閥的入口和出口的導通。
13、作為優選方案，所述增壓總成的兩端分別設置有一個旁通閥，兩個旁通閥與各低壓氣室并聯。
14、作為優選方案，所述高壓活塞桿和低壓活塞桿的直徑相同。
15、作為優選方案，兩個所述油室的外側分別安裝有一個用于檢測油室內壓力的電接點壓力表，兩個電接點壓力表和所述三位四通電磁換向閥均通過導線連接在一個自動控制器上，自動控制器不斷通過電接點壓力表監測油室內的壓力，油泵將液壓油不斷泵送至油室的過程中，油室內的壓力不斷升高，當自動控制器監測到的一個油室內壓力值等于預定值時，自動控制器便向三位四通電磁換向閥發出指令，使其執行換向動作，換向后，壓力較高的油室中的液壓油反向流出，使壓力降低，與此同時，液壓油被泵送至另一個油室內，使該油室內壓力升高。
16、本專利技術的有益效果為：
17、1、本專利技術對現有的增壓器進行了改進，通過對增壓總成內各氣室、油室和活塞的布置方式進行重新設計，將電磁換向閥的數量減少到一個，一方面，簡化了氣壓系統的結構，降低了復雜程度，減少了故障率、降低了維護難度，另一方面，通過控制兩個旁通閥的開關狀態，仍能夠實現現有技術中所能達到的增壓比可變的功能。
18、2、本專利技術可有效提高增壓效率，兩個油室通過高壓缸套中間的隔板相互隔離，增壓總成內設置有兩個高壓活塞和兩個低壓活塞，各活塞剛性串聯在一起，以左側高壓活塞為例，高壓活塞左側為待壓縮氣體，右側為驅動換向用的液壓油，低壓活塞為雙作用活塞，可在活塞兩側同時壓縮、吸入待壓縮氣體，從而提高增壓效率。另外，高壓活塞在發揮液壓驅動功能的同時，又能夠單方向壓縮待壓縮氣體，從而進一步提高增壓效率。
19、3、本專利技術在油箱內設置了換熱管，待壓縮氣體從低壓氣室流出，進入高壓氣室前，通過油箱內的換熱管降溫或升溫，以滿足工作環境對介質溫度要求。
20、4、本專利技術中的單向閥采用的是無彈簧的重力球形式，對不同狀態介質適應性更好，不易受雜質影響，可靠性更高。另外，本專利技術創造性地將單流閥結合在隔板或低壓氣室端部的低壓缸套中，可大幅降低增壓設備安裝的工作量，也有利于縮小增壓設備的體積。
21、5、本專利技術中，自動控制器通過兩個電接點壓力表監測兩個油室內的壓力，并將監測的壓力值與設定的壓力值對比，如果油室內的壓力升高至設定的壓力值，則控制三位四通電磁換向閥動作，從而實現了自動換向。
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1.一種液控雙級活塞式增壓裝置，其特征在于：包括增壓總成，增壓總成內設置有氣室和油室（7），氣室上連接有氣壓管線，油室（7）上連接有液壓管線，從而使氣室和油室（7）參與組成液壓系統和氣壓系統；
2.根據權利要求1所述的一種液控雙級活塞式增壓裝置，其特征在于：所述油箱（13）內設置有換熱管（14），換熱管（14）的兩端串聯在所述氣壓系統的主干氣路中，且換熱管在氣壓管線上的位置位于低壓氣室（2）的出口與高壓氣室（5）的入口之間，換熱管（14）浸沒于液壓油中。
3.根據權利要求1所述的一種液控雙級活塞式增壓裝置，其特征在于：所述單流閥（1）內置于各氣室端部的所述隔板（15）上以及與所述低壓氣室（2）端部位置對應處的低壓缸套（16）中；
4.根據權利要求1所述的一種液控雙級活塞式增壓裝置，其特征在于：所述增壓總成的兩端分別設置有一個旁通閥（10），兩個旁通閥（10）與各低壓氣室（2）并聯。
5.根據權利要求1所述的一種液控雙級活塞式增壓裝置，其特征在于：所述高壓活塞桿（9）和低壓活塞桿（4）的直徑相同。
6.根據權利要求1所述的
...【技術特征摘要】
1.一種液控雙級活塞式增壓裝置，其特征在于：包括增壓總成，增壓總成內設置有氣室和油室（7），氣室上連接有氣壓管線，油室（7）上連接有液壓管線，從而使氣室和油室（7）參與組成液壓系統和氣壓系統；
2.根據權利要求1所述的一種液控雙級活塞式增壓裝置，其特征在于：所述油箱（13）內設置有換熱管（14），換熱管（14）的兩端串聯在所述氣壓系統的主干氣路中，且換熱管在氣壓管線上的位置位于低壓氣室（2）的出口與高壓氣室（5）的入口之間，換熱管（14）浸沒于液壓油中。
3.根據權利要求1所述的一種液控雙級活塞式增壓裝置，其特征在于：所述單流閥（1）內置于各氣室端部的所述隔板（15）上以及與所述低壓氣室（2）端部位置對應處的低壓缸套（16）中；
4.根據權利要求1所述的一種液控雙級活塞式增壓裝置，其特征在于：所述增壓總成的兩端分別設置有一個旁通閥（10），兩個旁通閥（1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉小波，張金友，付曉飛，李成勤，孫江，宋玉杰，
申請(專利權)人：東北石油大學三亞海洋油氣研究院，
類型：發明
國別省市：
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