CN106523315A - 智能液压柱塞注水泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能液压柱塞注水泵，包括换向阀、双向液压缸、油箱、油泵、电机、柱塞、水缸、进水管、出水管、PLC；换向阀上的油口分别和双向液压缸的两油口、油箱、油泵连通，电机与油泵连接，用以控制油泵抽取油箱内的液压油，并输送至换向阀，柱塞包括柱塞A和柱塞B，水缸包括水缸A和水缸B，柱塞A和柱塞B分别与双向液压缸两侧的推杆连接，通过双向液压缸，控制柱塞A和柱塞B于水缸A和水缸B内往复运动，控制水缸A和水缸B进水和出水。本发明改变机械传动为全液压传动，降低了齿轮传动噪音，且整机核心部件使用寿命长，故障少，运行费用低。
Description
技术领域
本发明涉及一种注水泵，尤其涉及一种智能液压柱塞注水泵。
背景技术
石油的注水开采是国内外油田开采的主要方式，注水开采石油，注水费用占总开发费用的1/3左右。目前国内外主要的注水设备主要有两种，按注水量分，70%的注水量依靠高压离心泵注入，其压力在16MPa以下；30%的注水量依靠机械柱塞泵注入，其压力在16～45MPa。对于低渗透油层的开发，必须采用高压的机械柱塞泵。随着富矿不断减少，低渗透油层开发面的不断增加，对机械柱塞式高压注水泵的需求将随之增加。当今使用的机械柱式泵，存在着体积大，故障率高，运行维护费用高，对复杂渗透油层适应性差、能耗高、振动噪音大等问题，研发新一代的注水设备，势在必行。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种智能液压柱塞注水泵，改变机械传动为全液压传动，降低了齿轮传动噪音，整机核心部件使用寿命长、故障少，运行费用低。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种智能液压柱塞注水泵，包括
换向阀，所述换向阀上设置有换向阀油口A、换向阀油口B、换向阀油口C，换向阀油口D；
双向液压缸，所述双向液压缸上设置有双向液压缸油口A和双向液压缸油口B，所述双向液压缸油口A与所述换向阀油口A连通，所述双向液压缸油口B与所述换向阀油口B连通；
油箱，所述油箱与所述换向阀油口C连通；
油泵，所述油泵与所述换向阀油口D连通；
电机，所述电机与所述油泵连接，用以控制所述油泵抽取所述油箱内的液压油，并输送至所述换向阀；
柱塞，所述柱塞包括柱塞A和柱塞B，所述柱塞A和所述柱塞B分别与所述双向液压缸两侧的推杆连接，通过所述双向液压缸，控制所述柱塞A和所述柱塞B往复运动；
水缸，所述水缸包括水缸A和水缸B，所述柱塞A和所述柱塞B分别于所述水缸A和所述水缸B内往复运动，用以控制所述水缸A和所述水缸B进水和出水；
进水管，所述进水管连通所述水缸A和所述水缸B，所述进水管上开设有进水口；
出水管，所述出水管连通所述水缸A和所述水缸B，所述出水管上开设有出水口；
PLC，所述PLC与所述换向阀电连接，用以控制所述换向阀的油口开闭；所述PLC与所述电机和所述油泵电连接，用以控制所述电机运转并同时控制所述油泵抽取液压油运输至所述换向阀。
上述的智能液压柱塞注水泵，其中，还包括一传感器A设置于第一预设位置，另一传感器B设置于第二预设位置，且所述推杆上设置有感应圈，所述感应圈于所述传感器A和所述传感器B之间往复运动，所述传感器A和所述传感器B分别与所述PLC电连接。
上述的智能液压柱塞注水泵，其中，所述出水口设置有传感器C，所述传感器C与所述PLC连接。
上述的智能液压柱塞注水泵，其中，所述传感器A和所述传感器B为电磁传感器，所述感应圈释放电磁信号，所述传感器A和所述传感器B接受所述感应圈释放的电磁信号，并输送至所述PLC。
上述的智能液压柱塞注水泵，其中，所述传感器C为压力传感器，所述传感器C感应所述出水口的水压信号，并将所述水压信号输送至所述PLC。
上述的智能液压柱塞注水泵，其中，所述油箱和所述换向阀之间设置有油冷器。
上述的智能液压柱塞注水泵，其中，所述电机为变频电机。
采用以上技术方案，能够达到如下有益效果：
1、本发明改变机械传动为全液压传动，甩掉了庞大的齿轮变速箱，直接降低了齿轮传动噪音；
2、本发明变曲柄连杆推柱塞为液压推动柱塞，可以长行程，低速度，直接减少了曲柄连杆机构转动中产生的振动；
3、本发明传动液压介质和水分开在各自的油缸和水缸中，不会互渗透，而且液压油为封闭式循环使用，节约用油；
4、本发明注水压力使用PLC自动控制，可以适应变化的渗透油层，节能效果显著；
5、柱塞运动速度低、摩擦损耗小，整机核心部件使用寿命长、故障少，运行费用低。
附图说明
图1是本发明智能液压柱塞注水泵的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，一种智能液压柱塞注水泵，包括换向阀1、双向液压缸2、油箱3、油泵4、电机5、柱塞、水缸、进水管8、出水管9、PLC10；其中，换向阀1上设置有换向阀油口A、换向阀油口B、换向阀油口C，换向阀油口D；双向液压缸2上设置有双向液压缸油口A和双向液压缸油口B，双向液压缸油口A与换向阀油口A连通，双向液压缸油口B与换向阀油口B连通；油箱3与换向阀油口C连通；油泵4与换向阀油口D连通；电机5与油泵4连接，用以控制油泵4抽取油箱3内的液压油，并输送至换向阀1；柱塞包括柱塞A61和柱塞B62，柱塞A61和柱塞B62分别与双向液压缸2两侧的推杆21连接，通过双向液压缸2，控制柱塞A61和柱塞B62往复运动；水缸包括水缸A71和水缸B72，柱塞A61与水缸A71配合，在双向液压缸2的作用下于水缸A71内往复运动，柱塞B62与水缸B72配合，在双向液压缸2的作用下于水缸B72内往复运动，以此来控制水缸A71和水缸B72进水和出水；进水管8连通水缸A71和水缸B72，且在进水管8上开设有进水口81；出水管9连通水缸A71和水缸B72，且在出水管9上开设有出水口91；PLC10与换向阀1电连接，用以控制换向阀1上的各个油口的开闭；PLC10与电机5和油泵4电连接，用以控制电机5运转并同时控制油泵4抽取液压油运输至换向阀1。
本发明的工作原理是：通过PLC控制换向阀1的油口B打开，同时，控制电机5以及油泵4运行，油泵4从油箱3中抽取液压油，并运输至换向阀1内，从换向阀1的油口B进入至双向液压缸2的右侧，将推杆21推向左侧，双向液压缸2左侧的液压油从双向液压缸2的油口A进入至换向阀1，并从换向阀1回流进入油箱3内，由于推杆21在双向液压缸2的作用下推向左侧，因此，与推杆21连接的柱塞A61和柱塞B62向左侧运动，此时，水缸A71内的水压增高，水缸B72内的水压降低，因此，水缸A71内的水由出水口91压入油层，同时，外界的水通过进水口81进入至水缸B72；通过PLC10控制换向阀1的油口A打开，同时，控制电机5以及油泵4运行，油泵4从油箱3中抽取液压油，并运输至换向阀1内，从换向阀1的油口A进入至双向液压缸2的左侧，将推杆21推向右侧，双向液压缸2右侧的液压油通过油口B进入换向阀并回流至油箱3内，柱塞A61和柱塞B62同时向右运动，水缸A71内水压降低，水缸B72内水压增高，因此，水缸B72内的水由出水口91压入油层，同时，外界的水通过进水口81进入至水缸A71。
本发明可以通过PLC10控制液压油从换向阀1的油口A进入、从换向阀1的油口B送出，或者控制液压油从换向阀1的油口B进入、从换向阀1的油口A送出，以此来控制推杆21左右往复运动，同时与推杆21连接的柱塞A61和柱塞B62同样左右往复运动，控制水缸A和水缸B内的水压，不断地将水压入油层。
本发明较佳的实施方式中，还包括一传感器A11设置于第一预设位置，另一传感器B12设置于第二预设位置，且推杆21上设置有感应圈13，感应圈13于传感器A11和传感器B12之间往复运动，传感器A11和传感器B12分别与PLC10电连接，具体的，传感器A11和传感器B12为电磁传感器，感应圈13释放电磁信号，传感器A11和传感器B12接受感应圈13释放的电磁信号，并输送至PLC10。具体工作时，当推杆21往左边运动，将柱塞A61压入水缸A71内时，推杆21上的感应圈13正好处于传感器A11的感应区域，传感器A11感应到感应圈13发出的电磁信号，并将电磁信号发送至PLC10，PLC根据感应信号控制电机5、油泵4和换向阀1，使液压油从换向阀1的油口A进入至双向液压缸2的左侧，同时，推杆21在液压油的作用下往右侧运动，双向液压缸2右侧的液压油通过油口B回流至油箱3，当柱塞B62压入水缸B72内时，推杆21上的感应圈13正好运动至传感器B12的感应区域，传感器B12感应到感应圈13发出的电磁信号，并发送至PLC10，PLC10根据感应信号，控制液压油继续从换向阀1的油口B进入至双向液压缸2的右侧，以此来实现自动控制注水泵不断将水压入油层。
本发明较佳的实施方式中，出水口91设置有传感器C14，传感器C14与PLC10连接，具体的，传感器C14为压力传感器，传感器C14感应出水口的水压信号，并将水压信号输送至PLC。在具体工作时，由于油层地质构造差异会引起渗水流量压力的变化，传感器C14将检测到的出水口91的压力发送至PLC10，PLC10根据压力，控制电机5，电机5为变频电机，因此，可以根据PLC的控制信号，改变输出转速和扭矩，使油泵4输出液压油的压力和流量与之匹配，起到节能降耗的效果。
本发明较佳的实施方式中，油箱3和换向阀1之间设置有油冷器15。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种智能液压柱塞注水泵，其特征在于：包括
换向阀，所述换向阀上设置有换向阀油口A、换向阀油口B、换向阀油口C，换向阀油口D；
双向液压缸，所述双向液压缸上设置有双向液压缸油口A和双向液压缸油口B，所述双向液压缸油口A与所述换向阀油口A连通，所述双向液压缸油口B与所述换向阀油口B连通；
油箱，所述油箱与所述换向阀油口C连通；
油泵，所述油泵与所述换向阀油口D连通；
电机，所述电机与所述油泵连接，用以控制所述油泵抽取所述油箱内的液压油，并输送至所述换向阀；
柱塞，所述柱塞包括柱塞A和柱塞B，所述柱塞A和所述柱塞B分别与所述双向液压缸两侧的推杆连接，通过所述双向液压缸，控制所述柱塞A和所述柱塞B往复运动；
水缸，所述水缸包括水缸A和水缸B，所述柱塞A和所述柱塞B分别于所述水缸A和所述水缸B内往复运动，用以控制所述水缸A和所述水缸B进水和出水；
进水管，所述进水管连通所述水缸A和所述水缸B，所述进水管上开设有进水口；
出水管，所述出水管连通所述水缸A和所述水缸B，所述出水管上开设有出水口；
PLC，所述PLC与所述换向阀电连接，用以控制所述换向阀的油口开闭；所述PLC与所述电机和所述油泵电连接，用以控制所述电机运转并同时控制所述油泵抽取液压油运输至所述换向阀。
2.根据权利要求1所述的智能液压柱塞注水泵，其特征在于：还包括一传感器A设置于第一预设位置，另一传感器B设置于第二预设位置，且所述推杆上设置有感应圈，所述感应圈于所述传感器A和所述传感器B之间往复运动，所述传感器A和所述传感器B分别与所述PLC电连接。
3.根据权利要求1所述的智能液压柱塞注水泵，其特征在于：所述出水口设置有传感器C，所述传感器C与所述PLC连接。
4.根据权利要求2所述的智能液压柱塞注水泵，其特征在于：所述传感器A和所述传感器B为电磁传感器，所述感应圈释放电磁信号，所述传感器A和所述传感器B接受所述感应圈释放的电磁信号，并输送至所述PLC。
5.根据权利要求3所述的智能液压柱塞注水泵，其特征在于：所述传感器C为压力传感器，所述传感器C感应所述出水口的水压信号，并将所述水压信号输送至所述PLC。
6.根据权利要求1所述的智能液压柱塞注水泵，其特征在于：所述油箱和所述换向阀之间设置有油冷器。
7.根据权利要求1所述的智能液压柱塞注水泵，其特征在于：所述电机为变频电机。
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