水力自動增注泵的製作方法

2023-05-21 09:55:56

專利名稱：水力自動增注泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油田專用注水泵，特別涉及利用泵站管網來水作動力使來水增壓 的水力自動增注泵。
背景技術：
目前，世界範圍內油田注水基本上均採用單一泵壓向多口井注水的工藝，為此，普 遍存在著需要增壓的欠注井和需要調壓的低壓注水井。區分不同井況依靠來水作動力的新 型增注泵，而不是單純靠減壓閥和電動增注泵實現單井分壓注水是解決油田注水井欠注和 避免調壓，大幅度提高注水管網效率的根本出路。多年來，泵站和欠注井之間加裝電動增注泵雖緩解了欠注問題，但由於來水壓力 完全浪費，代價太大。專利號為「ZL03266367. 6」的水力自動增注泵，在充分利用來水作動 力的前提下，實現對欠注井的增注，但伴隨著必須有乏動力液通過回水管線返回供水泵站 的水箱。由於目前油田大多數沒有回水管線，重新鋪設回水管線不僅佔地，還要增加必要的 投資，因此油田用戶仍不願使用這種水力增注泵。為此，可實現單井分壓注水且結構簡單、高效節能、性能可靠、使用方便的地面雙 壓水力增注泵便應運而生，如專利號為「ZL200520142169. 7」，其公告日為2007年4月11 日，名稱為「地面雙壓水力增注泵」的中國實用新型專利，其將泵站提供來的高壓水流，處理 成增壓水流和減壓水流，以同時滿足一口欠注井和一口或多口調壓井的注水需要。但是， 此種地面雙壓水力增注泵卻存在以下缺陷1、由於此種地面雙壓水力增注泵對來自泵站的 高壓流水在增注前未經處理，來水中的雜質會影響增注泵的使用壽命並使泵效降低；2、該 種地面雙壓水力增注泵還需要與放在井下的配水器配合使用，而放在井下的配水器更換麻 煩；3、該種地面雙壓水力增注泵的換向閥為普通換向閥，而普通換向閥只適合過濾精度較 高的液壓油。4、增壓缸的進液閥和排液閥設置在單獨的輸送管線中，在露天的情況下，容易 受到損壞。5、該種地面雙壓水力增注泵對來水壓力不能微調，當泵效降低或注水井壓力增 高時，必須更換另一臺增注泵。為了解決上述技術問題，中國專利申請號「200910082041. 9」，其
公開日為2009年
9月30日，名稱為一種地面雙壓水力增注泵，根據採油注水井具體要求，將注水泵站來水進 行增壓並減壓處理，輸出兩種不同壓力，同時為欠注井和調壓井實施注水。但是，此種地面 雙壓水力增注泵卻存在以下缺陷1、增注壓力比較低，並不能完全滿足向單井增注。2、一個 行程內只能完成一次增注，工作效率較低。3、進液時不能同時進行排液增注，能耗高且效率 也低。4、結構複雜，導致設備使用壽命較短。5、進液水源不能循環使用，浪費能源且汙染環
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發明內容
本發明的目的在於克服現有水力增注泵存在的上述問題，提供一種水力自動增注 泵，本發明在一個行程內可以完成兩次增注，進液的同時進行排液增注，從而提高工作效率，並且進液水源可以無數次地循環使用。為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下一種水力自動增注泵，包括換向閥、動力缸和增壓缸，其特徵在於所述換向閥的閥腔包括上腔和下腔，上腔和下腔分別設置有進水口，上腔內設置 有在上腔內運動的上腔換向閥芯，下腔內設置有在下腔內運動的下腔換向閥芯，換向閥的 閥蓋處設置有前蓋通道和後蓋通道，上腔和下腔分別經前蓋通道和後蓋通道連通；所述動力缸內設置有動力活塞和帶動動力活塞運動的活塞杆，換向閥通過第一匯 管和第二匯管分別與動力缸的左缸體和右缸體連通，第一匯管和第二匯管分別經上腔與換 向閥出水口連通；所述增壓缸內設置有在增壓缸內運動的增壓活塞，增壓缸右缸體上設置有第一單向閥和第三單向閥，右缸體通過第一單向閥與增壓進口連通，通過第三單向閥與增壓出口 連通，增壓缸左缸體上設置有第二單向閥和第四單向閥，左缸體通過第二單向閥與增壓進 口連通，通過第四單向閥與增壓出口連通。所述活塞杆一端與帶動下腔換向閥芯運動的聯動杆連接，另一端與增壓缸內的增 壓活塞連接。所述上腔換向閥芯位於上腔左側時，上腔進水口通過上腔換向閥芯與上腔右側之 間形成的空腔與第二匯管連通，第一匯管與換向閥出水口連通；位於上腔右側時，上腔進水 口通過上腔換向閥芯與上腔左側之間形成的空腔與第一匯管連通，第二匯管與換向閥出水 □連通。所述換向閥內設置有閥腔中部通道，閥腔中部通道一端與下腔連通，另一端分別 與前蓋通道和後蓋通道連通。所述換向閥出水口、第一單向閥和第二單向閥分別與汙水池連通。所述第三單向閥和第四單向閥分別與出口匯管連通，出口匯管與增壓出口連通。所述第一單向閥和第二單向閥分別與進口匯管連通，進口匯管與增壓進口連通。所述動力活塞將動力缸分隔形成左缸體和右缸體，第一匯管與左缸體連通，第二 匯管與右缸體連通。所述增壓活塞將增壓缸分隔形成左缸體和右缸體。所述換向閥通過缸體組件與動力缸連接成一整體，聯動杆穿過缸體組件與活塞杆 連接。採用本發明的優點在於一、本發明採用兩個進液單向閥和兩個排液單向閥，即一個單向閥進液時，另一個 單向閥同時進行排液增注；在另一個單向閥進液時前一個單向閥則同時進行排液增注，使 增壓活塞在一個行程內完成兩次增注，可以將效率提高2倍。二、本發明將增壓缸的兩個進液閥和兩個排液閥巧妙地設計在泵殼有限的空間 內，泵的外型成管狀，體積小、重量輕、使用方便、管理簡單，在露天的情況下還可避免增注 泵受到損壞。三、本發明的地面水力增注泵使用壽命長、可靠性高、外形尺寸小、更符合油田注 水工藝要求，並具有很強適用性和節能效果。四、本發明靠泵站來水作動力，無需任何電源即可自動工作，經濟效益十分明顯，而且特別適合偏遠地無人值守的井站和不通電源的井場使用。五、本發明的換向排出水通過管道回流至汙水池中，作為本增注泵的進液水源，因而可以無數次地循環使用，既節約能源又不汙染環境。六、本發明的增注壓力比很高，可以將泵站0. IMpa的來水增壓到35Mpa向單井增 注，適用範圍寬。七、活塞、活塞杆、缸體等內件均採用不鏽鋼製造，運動表面進行電鍍硬鉻處理，硬 度高、抗磨損、耐腐蝕、使用壽命長。


圖1為本發明結構示意中標記為1、換向閥，2、動力缸，3、增壓缸，4、進水口，5、上腔換向閥芯，6、下腔 換向閥芯，7、動力活塞，8、活塞杆，9、第一匯管，10、第二匯管，11、增壓活塞，12、第一單向 閥，13、第三單向閥，14、增壓進口，15、增壓出口，16、第二單向閥，17、第四單向閥，18、聯動 杆，19、出口匯管，20、進口匯管。
具體實施例方式一種水力自動增注泵，包括換向閥1、動力缸2和增壓缸3，換向閥1的閥腔包括 上腔和下腔，上腔和下腔分別設置有進水口 4，上腔內設置有在上腔內運動的上腔換向閥芯 5，下腔內設置有在下腔內運動的下腔換向閥芯6，換向閥1的閥蓋處設置有前蓋通道和後 蓋通道，上腔和下腔分別經前蓋通道和後蓋通道連通。在動力缸2內設置有動力活塞7和帶動動力活塞7運動的活塞杆8，換向閥1通過 第一匯管9和第二匯管10分別與動力缸2的左缸體和右缸體連通，第一匯管9和第二匯管 10分別經上腔與換向閥1出水口連通。在增壓缸3內設置有在增壓缸3內運動的增壓活塞11，增壓缸3右缸體上設置有 第一單向閥12和第三單向閥13，右缸體通過第一單向閥12與增壓進口 14連通，通過第三 單向閥13與增壓出口 15連通，增壓缸3左缸體上設置有第二單向閥16和第四單向閥17， 左缸體通過第二單向閥16與增壓進口 14連通，通過第四單向閥17與增壓出口 15連通。本發明中，活塞杆8 一端與帶動下腔換向閥芯6運動的聯動杆18連接，另一端與 增壓缸3內的增壓活塞11連接，下腔換向閥芯6和增壓活塞11的運動方式有很多，可以設 置單獨的傳動裝置來帶動，採用此結構為最佳。當上腔換向閥芯5位於上腔左側時，上腔進水口通過上腔換向閥芯5與上腔右側 之間形成的空腔與第二匯管10連通，第一匯管9與換向閥1出水口連通；位於上腔右側時， 上腔進水口通過上腔換向閥芯5與上腔左側之間形成的空腔與第一匯管連通，第二匯管10 與換向閥1出水口連通。在換向閥1內設置有閥腔中部通道，閥腔中部通道一端與下腔連通，另一端分別 與前蓋通道和後蓋通道連通。本發明中，換向閥出水口、第一單向閥12和第二單向閥16分別與汙水池連通。第 三單向閥13和第四單向閥17分別與出口匯管19連通，出口匯管19與增壓出口 15連通。 第一單向閥12和第二單向閥16分別與進口匯管20連通，進口匯管20與增壓進口連通。動力活塞7將動力缸2分隔形成左缸體和右缸體，第一匯管9與左缸體連通，第二匯管10與 右缸體連通。增壓活塞11將增壓缸3分隔形成左缸體和右缸體。換向閥1通過缸體組件 與動力缸2連接成一整體，聯動杆18穿過缸體組件與活塞杆8連接。本發明的工作原理如下如圖所示泵站來水經過濾設備後，從換向閥1兩個進水口同時進入換向閥閥體， 一路進入換向閥的下腔，此路來水經閥腔中部通道和換向閥前蓋通道進入換向閥上腔右 側，推動上腔換向閥芯5左移至最左邊的位置，使得上腔進水口與上腔換向閥芯5和換向閥 閥體之間形成空腔相通，進水通過第二匯管10進入動力缸2的右腔，推動動力活塞7左移， 一方面，動力缸2左腔的回水經第一匯管9回流入換向閥出水口，進入汙水池；另一方面， 聯動杆18同時也向左移動，推動換向閥下腔的下腔換向閥芯6往左移動，使下腔進水口與 換向閥中腔通道相通。再通過左邊換向閥後蓋的通道進入換向閥上腔，推動上腔換向閥芯 5往右換向，移動至閥腔右邊，此時，上腔進水口經上腔換向閥芯5 與閥體之間的左側空腔， 通過第一匯管9進入動力缸2的左側，推動動力活塞7往右換向移動。動力缸右腔的回水則 經第二匯管10回流至換向閥1的出水口進入汙水池，在動力活塞7右移的同時，帶動聯動 杆18往右移動，下腔換向閥芯6也隨之右移，換向閥1處於不同位置時的回水分別從四個 回水口流入汙水池，此時，換向閥1下腔進水經閥腔中部通道和換向閥前蓋通道進入換向 閥上腔右側，推動上腔換向閥芯5又往左換向移動至最左位置，使得上腔進水口與上腔換 向閥芯5和換向閥體之間形成的空腔相通，上腔進水通過第二匯管10進入動力缸2右腔， 推動動力活塞7換向左移……。如此周而復始地完成換向——往左——再換向——再往 右的自動往復過程。當動力活塞7往左移動時，活塞杆8、增壓活塞11也同時左移，第一單向閥12受吸 打開、第三單向閥13靠吸力作用自動關閉、第二單向閥16受壓關閉、第四單向閥17受壓打 開，汙水池中的廢水從增壓進口 14經第一單向閥12進入增壓缸3右側；而增壓缸3左側的 被壓縮的高壓廢水側經第四單向閥17從出口匯管19再經增壓出口 15注入礦井中。 當動力活塞7往右移動時，活塞杆8、增壓活塞11也同時右移，第一單向閥12受壓 關閉、第三單向閥13受壓打開、第二單向閥16受吸打開、第四單向閥17靠吸力作用自動關 閉，汙水池中的廢水從增壓進口 14經第二單向閥16進入增壓缸3左側；而增壓缸3右側的 被壓縮的高壓廢水側經第三單向閥13從出口匯管19再經增壓出口 15注入礦井中。
權利要求
一種水力自動增注泵，包括換向閥(1)、動力缸(2)和增壓缸(3)，其特徵在於所述換向閥(1)的閥腔包括上腔和下腔，上腔和下腔分別設置有進水口(4)，上腔內設置有在上腔內運動的上腔換向閥芯(5)，下腔內設置有在下腔內運動的下腔換向閥芯(6)，換向閥(1)的閥蓋處設置有前蓋通道和後蓋通道，上腔和下腔分別經前蓋通道和後蓋通道連通；所述動力缸(2)內設置有動力活塞(7)和帶動動力活塞(7)運動的活塞杆(8)，換向閥(1)通過第一匯管(9)和第二匯管(10)分別與動力缸(2)的左缸體和右缸體連通，第一匯管(9)和第二匯管(10)分別經上腔與換向閥出水口連通；所述增壓缸(3)內設置有在增壓缸(3)內運動的增壓活塞(11)，增壓缸(3)右缸體上設置有第一單向閥(12)和第三單向閥(13)，右缸體通過第一單向閥(12)與增壓進口(14)連通，通過第三單向閥(13)與增壓出口(15)連通，增壓缸(3)左缸體上設置有第二單向閥(16)和第四單向閥(17)，左缸體通過第二單向閥(16)與增壓進口(14)連通，通過第四單向閥(17)與增壓出口(15)連通。
2.根據權利要求1所述的水力自動增注泵，其特徵在於所述活塞杆(8)—端與帶動 下腔換向閥芯(6)運動的聯動杆(18)連接，另一端與增壓缸(3)內的增壓活塞(11)連接。
3.根據權利要求1或2所述的水力自動增注泵，其特徵在於所述上腔換向閥芯(5)位 於上腔左側時，上腔進水口通過上腔換向閥芯(5)與上腔右側之間形成的空腔與第二匯管 (10)連通，第一匯管(9)與換向閥出水口連通；位於上腔右側時，上腔進水口通過上腔換向 閥芯(5)與上腔左側之間形成的空腔與第一匯管(9)連通，第二匯管(10)與換向閥出水口 連通。
4.根據權利要求4所述的水力自動增注泵，其特徵在於所述換向閥出水口、第一單向 閥(12)和第二單向閥(16)分別與汙水池連通。
5.根據權利要求1、2或4所述的水力自動增注泵，其特徵在於所述第三單向閥(13) 和第四單向閥(17)分別與出口匯管(19)連通，出口匯管(19)與增壓出口(15)連通。
6.根據權利要求5所述的水力自動增注泵，其特徵在於所述第一單向閥(12)和第二 單向閥(16)分別與進口匯管(20)連通，進口匯管(20)與增壓進口(14)連通。
7.根據權利要求1、2、4或6所述的水力自動增注泵，其特徵在於所述動力活塞(7)將 動力缸(2)分隔形成左缸體和右缸體，第一匯管(9)與左缸體連通，第二匯管(10)與右缸 體連通。
8.根據權利要求7所述的水力自動增注泵，其特徵在於所述增壓活塞(11)將增壓缸 (3)分隔形成左缸體和右缸體。
9.根據權利要求1、2、4、6或8所述的水力自動增注泵，其特徵在於所述換向閥(1)通 過缸體組件與動力缸(2)連接成一整體，聯動杆(18)穿過缸體組件與活塞杆(8)連接。
全文摘要
本發明公開了一種水力自動增注泵，換向閥的閥腔包括上腔和下腔，上腔和下腔分別設置有進水口，上腔內設置有在上腔內運動的上腔換向閥芯，下腔內設置有在下腔內運動的下腔換向閥芯；在動力缸內設置有動力活塞和帶動動力活塞運動的活塞杆，換向閥通過第一匯管和第二匯管分別與動力缸的左缸體和右缸體連通，第一匯管和第二匯管分別經上腔與換向閥出水口連通；在增壓缸內設置有在增壓缸內運動的增壓活塞。本發明在一個行程內可以完成兩次增注，進液的同時進行排液增注，從而提高工作效率，並且進液水源可以無數次地循環使用。
文檔編號F04B9/10GK101865102SQ201010205750
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月22日 優先權日2010年6月22日
發明者彭國軍 申請人:彭國軍