地面雙壓水力增注泵的製作方法

2023-05-29 06:08:36

專利名稱：地面雙壓水力增注泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油田專用注水泵，特別涉及一種安裝在地面，將泵站提供來的高壓水流，處理成增壓水流和減壓水流的雙壓增注泵。能同時滿足一口欠注井和一口或多口調壓井提供注水需要。
背景技術：
專利號為ZL03266367.6的水力自動增注泵，是一種應用於油田注水的增注泵。採用這種增注泵為油井注水能提高注水泵壓，提高注水井的注入量，達到降低能耗，提高採收率，降低採油成本等優點。其結構主要包括殼體、動力缸、換向閥、先導閥、換向部件、工作缸，並在殼體內依次安裝。在換向閥排水口外接管線通工作缸進水口。工作缸進水口處有補排水部件。動力缸活塞下端進水或排水通過外接管線連通。帶有彈簧組件的換向部件中心孔連通先導閥閥芯上下兩端。另外還有充液閥、排水單向閥等。這種水力自動增注泵在完成增壓注水的同時，還有一股乏動力液要通過回水管線流回地面泵站。目前，大多數油田的注水管網沒有回水管線，如果採用這種水力自動增注泵進行注水作業，就需要為每口油井鋪設長達數千米的回水管線。首先，為每口井購置數千米的回水管線要先期投入大量資金。其次，鋪設數千米的回水管線給油田帶來很多困難，不僅要增加佔用耕地，還要增加施工投資、延長施工周期。
目前，油田採油注水普遍採用單一泵壓的注水工藝，即一個泵站給多口井提供一種泵壓。因此造成油田普遍存在有需要增壓注水的欠注井，還有的需要減壓注水的調壓井。區分不同井況採用單井分壓注水，是今後油田採油注水技術的發展趨勢。為此，經過多年潛心研究，一種可實現單井分壓注水的結構簡單、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。

發明內容
本發明的目的是提供一種地面雙壓水力增注泵，利用注水泵站提供的壓力水流為動力，對泵站壓力水流實施增壓和減壓，即注水泵站提供的高壓水流通過本地面雙壓水力增注泵後，能輸出適合欠注井和調壓井需要的不同壓力水流，一種高於原泵站的壓力水流，一種低於原泵站的壓力水流。這樣可以同時為一口欠注井和一口或多口調壓井提供注水。而且該地面雙壓水力增注泵具有結構簡單，外形尺寸小，適用性強等特點。
本發明採用的技術方案是一種地面雙壓水力增注泵，主要包括內部為圓形的殼體，殼體一端螺紋連接進液接頭，殼體內有換向閥、動力缸、換向裝置、增壓缸、平衡杆，殼體另一端螺紋連接增壓液出口接頭。其特徵在於換向閥、動力缸、帶雙彈簧的換向裝置、增壓缸、平衡杆在殼體內的排列順序為自左至右，進液接頭安裝在殼體內的最左方、然後是換向閥、動力缸、帶雙彈簧的換向裝置、增壓缸、平衡杆、增壓排液接頭。動力缸一端與換向閥「B」口連通；動力缸與殼體之間有流道，使動力缸另一端與換向閥「A」口連通，為動力缸活塞提供往復動力。殼體外壁固定有增壓缸供液管線、增壓液體輸送管線和減壓液體輸出接頭。
為了給增壓缸提供足夠的往復動力液，增壓缸供液管線左端採用法蘭或接頭固定在殼體的左下端，並與殼體及換向閥的「P」或「T」口相通。可根據注水井壓力的高或低，流量的大或小，左端選擇其中一種接法1、與殼體和換向閥的「P」口相通，則殼體「T」口封堵；平衡杆端部有隔套，將平衡杆內液體密封；2、與殼體和換向閥的「T」口相通，則殼體「P」口封堵；同時增壓液出口接頭為盲堵；3、與殼體和換向閥的「T」口相通，則殼體「P」口封堵；同時增壓缸供液管線右端與「T」口相連，平衡杆為實芯，增壓液出口接頭為盲堵；選擇任一種連接方法的同時，增壓缸供液管線右端有兩處用法蘭或接頭固定在殼體上，分別與增壓缸兩端進液口相通，增壓缸兩端進液口處有單向閥。
為了將增壓後的液體向外輸出，採用法蘭或接頭將增壓液體輸送管線固定在殼體的上方，增壓液體輸送管線兩處分別與增壓缸兩端排液口相通，增壓缸兩端排液口處有單向閥。
為使減壓後的液體及時輸出，減壓排液接頭固定在殼體的左上方，與體和換向閥排液「T」口相通，固定方法可以採用法蘭連接或接頭連接。
另外，增壓缸活塞右腔尾端連接一個平衡杆，平衡杆外徑小於或等於增壓缸活塞左端的空心活塞杆直徑。
動力缸活塞與增壓缸活塞可以採用相同直徑的空心活塞杆相連。在活塞杆中心孔內有帶雙彈簧的換向裝置。
為保證帶雙彈簧的換向裝置在工作過程中彈簧單向壓縮，換向裝置採用兩個壓縮彈簧。兩個壓縮彈簧安裝在一個前端粗、尾端細的限位杆的尾端細杆部位。
增壓後的液體輸出，可有兩條通道供選擇，(1).直接從增壓液體輸送管線右端接頭的「X」口輸出，此時需封堵「Z」口；(2).也可通過接頭「Z」口進入殼體內，再通過增壓液出口接頭輸出，此時需封堵「X」口。
在本發明的敘述過程中提到「T」口、「P」口、「A」口、「B」口，「A」口和「B」口是控制口；「T」口是回流口；「P」口是進液口。該閥處在不同的兩個位置時，四個口是如何連通的，這對液壓領域技術人員均是熟知的，在這裡不詳細敘述。但需要解釋的是左端的「T」口壓力與右端「T」處壓力相等，所以右端有採用「T」表示的部位。
所述的封堵「T」口、封堵「P」口、封堵「Z」口、封堵「X」口，是採用絲堵或焊接鋼板封堵。一般技術人員能完成。
本發明的有益效果地面雙壓水力增注泵，結構設計有突出的改進，利用注水泵站提供的高壓水流為動力，實現對注水泵站來水的增壓和減壓，即注水泵站提供的壓力水流通過本地面雙壓水力增注泵後，地面雙壓水力增注泵向外輸送兩種壓力的水流，一種高於原泵站的壓力水流，種低於原泵站的壓力水流。可以同時為一口欠注井和一口或多口調壓井提供注水。這樣，低於原泵站的壓力水流不需要送回泵站，也不需要調壓而直接注入低壓注水井，產生了意想不到的效果。打破傳統注水做法，節約回水管線，又充分利用能源。而且該地面雙壓水力增注泵具有外形尺寸小，適用性強的特點。使其實用性和製造成本效益上，完全符合油田注水的需要並產生了好用及實用的效果。是一項新穎、進步、實用的新設計。
工作原理參閱附圖1。序號3為二位四通換向閥，當該閥單獨使用時，其中兩個控制口A、B分別與動力缸(4)的左腔和右腔相通。當該閥作先導閥使用時，其中兩個控制口A、B分別控制主閥(可為滑閥或插裝閥均為二位四通)實現換向，而主閥的兩個控制口再分別引入動力缸(4)的左右兩個腔。
以下用圖1來說明該泵的工作原理按圖1所示位置，換向閥(3)的「B」口與壓力口「P」相通，推動動力缸中的活塞向左運動，而換向閥(3)的「A」口與回流口「T」即減壓出口相通，這樣動力缸右腔的流體通過「T」口由減壓出口引入低壓注水井。與此同時動力缸(4)帶動增壓缸(6)中的活塞同時向左運動，此時增壓缸左腔下端單向閥開啟，通過「P」口經輸液管線(9)的流體進入增壓缸左腔，而增壓缸右腔上方單向閥開啟，通過增壓液體輸送管線(10)或增壓排液接頭(8)把增壓液體注入高壓注水井。當動力缸(4)中的活塞運動到接近行程終點時，在換向裝置(5)的限位杆尾端左邊彈簧作用下拉動換向閥(3)閥芯換向，此時該閥的「A」口又與壓力口「P」相通，「B」口與回流口「T」相通，於是動力缸(4)和增壓缸(6)開始朝反向運動，並重複對注水泵站來水增壓與減壓的過程。
下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。


附圖1為本發明結構剖面示意圖。是實施例1結構示意圖。
附圖2為本發明結構剖面示意圖。是實施例2結構示意圖。
附圖3為本發明結構剖面示意圖。是實施例3結構示意圖。
附圖4為本發明結構剖面示意圖。是實施例4結構示意圖。
圖中，殼體(1)、進液接頭(2)、換向閥(3)、動力缸(4)、換向裝置(5)、增壓缸(6)、平衡杆(7)、增壓液出口接頭(8)、增壓缸供液管線(9)、增壓液體輸送管線(10)、減壓排液接頭(11)、隔套(12)、外接管(13)。
具體實施例方式
實施例1參閱附圖1。本發明地面雙壓水力增注泵在圓筒形殼體(1)內自左向右依次裝有進液接頭(2)、換向閥(3)、動力缸(4)、帶雙彈簧的換向裝置(5)、增壓缸(6)、平衡杆(7)、增壓液出口接頭(8)、隔套(12)。在殼體(1)的下邊裝增壓缸供液管線(9)，每組增壓缸供液管線(9)通過三個連接法蘭與殼體(1)相連。最左端為供液口，接在殼體(1)的「P」口處，把「T」口用盲法蘭封死。中間和右端分別與增壓缸(6)兩端的進液口相連，連接法蘭內有單向閥，通過單向閥為增壓缸(6)供液。在殼體(1)的上面通過三組連接法蘭與增壓液體輸送管線(10)相連。增壓液體輸送管線(10)輸出增壓後的液體。增壓液體輸送管線(10)左端和中間通道通過單向閥與增壓缸(6)排液口相通；增壓後的高壓液體通過右上端接頭「Z」口，並由增壓液出口接頭(8)排出。減壓排液接頭(11)用法蘭固定在殼體(1)的左上方與殼體(1)及換向閥(3)的「T」口相通，使減壓後的液體由此排出。增壓缸(6)活塞右端連接一個平衡杆(7)，平衡杆(7)外徑小於增壓缸活塞左端的空心活塞杆直徑，平衡杆(7)為空心，使右端「T」腔與左端「T」口相通。平衡杆(7)裝在隔套(12)內。動力缸(4)活塞與增壓缸(6)的活塞採用同一直徑的空心活塞杆連接。在活塞杆中心孔內有一個帶雙彈簧的換向裝置(5)。本實施例說明，通過地面雙壓水力增注泵，能使泵站一部分來水壓力提高，也能使泵站一部分來水壓力降低，同時提供高、低壓兩種輸出壓力的注水。
本實施例供液管線(9)左端還可與「T」口接通。因此，在注水泵站來水壓力不變的情況下，可以根據注水井需要壓力、流量的要求有此兩種選擇。
實施例2參閱附圖2。本發明的另一實施例，本實施例增壓後液體的出口位置只能用「X」口。其結構基本與實施例1相同，不同點是取消隔套(12)，增壓液出口接頭(8)無出液孔，為盲接頭。取消附圖1中殼體(1)左上方增壓液體輸送管線(10)的左端的一組連接法蘭和通道「Z」口，增壓液體由增壓液體輸送管線(10)中間一組連接法蘭「X」口輸出。供液管線(9)左端根據需要可與「P」口或「T」口連接。
實施例3參閱附圖3。本發明的另一實施例，其結構基本與實施例2相同，不同點為增壓缸供液管線(9)左端供液口只能與殼體(1)中換向閥(3)的「T」口相連，增壓缸供液管線(9)通過四組接頭與殼體(1)相連，中間兩組接頭分別與增壓缸(6)兩端的進液口相連，通過單向閥為增壓缸(6)供液；最右端街頭與殼體(1)上的右端「T」腔相連。平衡杆(7)為實心。此時減壓排液接頭(11)也可由左端位置連接到右端位置與「T」腔相通。
實施例4參閱附圖4。本發明的另一實施例，其結構與前三個實施例主要區別為殼體(1)取消，動力缸(4)來自換向閥(3)「A」口的壓力水流不是從動力缸與泵殼間環空通過而是通過外接管(13)引到動力缸(4)右腔。為此前三個實施例均可按實施例4進行改動，並能保留原有的技術效果。
以上所述，是本發明四個典型實施例，依本方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本發明技術方案的範圍，均屬於本專利保護範圍。
權利要求
1.一種地面雙壓水力增注泵，主要應用於油田井下注水，包括內部為圓形的殼體(1)，殼體(1)一端螺紋連接進液接頭(2)，殼體(1)內部有換向閥(3)、動力缸(4)、換向裝置(5)、增壓缸(6)、平衡杆(7)，圓筒形殼體(1)另一端螺紋連接增壓液出口接頭(8)，其特徵在於換向閥(3)、動力缸(4)、帶雙彈簧的換向裝置(5)、增壓缸(6)、平衡杆(7)在殼體(1)內的順序為自左至右，進液接頭(2)安裝在殼體(1)內的最左方、然後是換向閥(3)、動力缸(4)、帶雙彈簧的換向裝置(5)、增壓缸(6)、平衡杆(7)、增壓液出口接頭(8)；動力缸(4)一端與換向閥(3)「B」口連通；動力缸(4)與殼體(1)之間有流道，使動力缸(4)另一端與換向閥(3)「A」口連通；殼體(1)外壁固定有增壓缸供液管線(9)、增壓液體輸送管線(10)和減壓液體輸出接頭(11)。
2.如權利要求1所述的地面雙壓水力增注泵，其特徵在於增壓缸供液管線(9)的左端固定在殼體(1)的左下端，並與殼體(1)及換向閥(3)的「P」口相連，換向閥(3)「T」口封堵；平衡杆(7)端部有隔套(12)，增壓缸供液管線(9)右端有兩處固定在殼體(1)上，分別與增壓缸(6)兩端進液口相通，增壓缸(6)兩端進液口處有單向閥。
3.如權利要求1所述的地面雙壓水力增注泵，其特徵在於增壓缸供液管線(9)的左端固定在殼體(1)的左下端，並與殼體(1)和換向閥(3)的「T」口相連，換向閥(3)「P」口封堵；增壓缸供液管線(9)右端有兩處固定在殼體(1)上，分別與增壓缸(6)兩端進液口相通，增壓液出口接頭(8)為盲堵，增壓缸(6)兩端進液口處有單向閥。
4.如權利要求3所述的地面雙壓水力增注泵，其特徵在於增壓缸供液管線(9)右端下口與殼體左端的「T」口相通，平衡杆(7)為實芯，增壓液出口接頭(8)為盲堵；增壓缸供液管線(9)右端有兩處固定在殼體(1)上，分別與增壓缸(6)兩端進液口相通，增壓缸(6)兩端進液口處有單向閥。
5.如權利要求1或2或3或4所述的地面雙壓水力增注泵，其特徵在於所述的增壓液體輸送管線(10)固定在殼體(1)的上方，增壓液體輸送管線(10)與增壓缸(6)兩端排液口相通，增壓缸(6)兩端排液口處有單向閥。
6.如權利要求1或2或3或4所述的地面雙壓水力增注泵，其特徵在於減壓液體輸出接頭(11)固定在殼體(1)的左上方，並與殼體(1)和換向閥(3)「T」口相通。
7.如權利要求1或2或3或4所述的地面雙壓水力增注泵，其特徵在於增壓缸(6)活塞右腔尾端連接一個平衡杆(7)，平衡杆(7)外徑小於或等於增壓缸(6)活塞左端的空心活塞杆直徑。
8.如權利要求1或2或3或4所述的地面雙壓水力增注泵，其特徵在於動力缸(4)活塞與增壓缸(6)活塞採用相同直徑的空心活塞杆相連，在活塞杆中心孔內有帶雙彈簧的換向裝置(5)，帶雙彈簧的換向裝置(5)由兩個壓縮彈簧和一個限位杆組成，兩個壓縮彈簧安裝在一個前端粗、尾端細的限位杆的尾端細杆部位。
9.如權利要求1或2或3或4所述的地面雙壓水力增注泵，其特徵在於增壓後的液體輸出，從增壓液體輸送管線(10)右端接頭的「X」口輸出，此時封堵「Z」口；增壓後的液體輸出，還可以通過接頭「Z」口進入殼體(1)內，再通過增壓液出口接頭(8)輸出，此時封堵「X」口。
10.如權利要求1所述的地面雙壓水力增注泵，其特徵在於來自換向閥(3)「A」口的流體通過動力缸(4)與殼體(1)構成的環形空間引入動力缸(4)右腔或在殼體(1)取消時，直接通過動力缸(4)外接管(13)使「A」口與動力缸(4)的右腔相通。
全文摘要
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。地面雙壓水力增注泵主要包括殼體和依次裝在殼體裡面的進液接頭、換向閥、動力缸、帶雙彈簧的自動換向裝置、增壓缸、平衡杆、增壓排液接頭，以及裝在殼體下面的增壓缸供液管線、裝在殼體左上方的減壓液體輸出接頭、裝在殼體上面中間和右邊的增壓液體輸送管線及接頭。離心泵泵站或電動柱塞泵泵站均可與本發明組合，與離心泵泵站組合更為經濟。同時為一口欠注井和一口或兩口調壓井注水，能大幅度降低油田注水成本，節省能源。
文檔編號F04B9/00GK1757915SQ200510123879
公開日2006年4月12日 申請日期2005年11月24日 優先權日2005年11月24日
發明者李蓉 申請人:李蓉