CN109322641A - 一种油气田专用加药车及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气田专用加药车及其工作方法，用以解决现有技术中开采时添加的液体药剂易泄露，加药设备过多占用车辆空间的问题。具体包括：车辆本体提供驱动系统，驱动系统连接轴向柱塞泵的输入轴，轴向柱塞泵的进口与车载储罐连接，轴向柱塞泵的出口与高压软管连接；驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱副轴与轴向柱塞泵通过联轴器连接；或者，两驱车辆底盘的变速箱副轴连接分动箱，分动箱副轴与轴向柱塞泵通过联轴器连接；或者，四驱车辆底盘的分动箱副轴与轴向柱塞泵通过联轴器连接。有益效果为有效的实现油气田加药工作的安全、高效、环保，自动化程度和连续运转率也较之前的装置大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及油气田采油、采气技术领域，尤其涉及一种油气田专用加药车及其工作方法。
背景技术
油气田开采时，要往油气井的井筒内添加甲醇或缓蚀剂等液体药剂，现有技术的油气井加药车是利用卡车上的柴油发动机或汽油发动机驱动往复式计量泵进行加药剂加注，由于添加的液体药剂甲醇等属于易燃易爆物质，易挥发并且有毒，其挥发气体与空气可形成爆炸性混合物，遇明火就能引起燃烧爆炸，而发动机有电瓶、火花塞等装置存在，容易形成高温或明火的情况，这使得加药过程中存在着严重的安全隐患和风险。
现有技术的加药驱动装置为硬连接，常常会出现工作压力大，造成驱动附件受损或断裂，导致加药装置需要维修或者报废，引发了很多问题，费用也随之升高。或采用液压系统进行动力系统传递，造成集成到车辆后设备比较多，造成设备维护比较困难。
现有技术常用的往复式计量泵，密封元件易磨损，同时存在药液泄漏的现象，一方面自动化程度、连续运转率和运行成本等方面不是很理想，另一方面药液泄漏造成浪费的同时，计量泵与液体药剂接触的部分零件容易损坏，同时由于有毒药液的泄漏，易给操作人员带来健康威胁和人身伤害等各种问题。还有其他利用液压驱动的方式的加药系统集成到适合于野外路况较差车辆时，存在着占用有限的车辆空间，不利于腾出更多空间用于储罐装运加注药剂，也存在着设备系统过多，维护量较大的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种油气田专用加药车及其工作方法，用以解决现有技术中开采时添加的液体药剂容易泄露，存在安全隐患，加药设备过多占用车辆空间的问题。
本发明实施例提供一种油气田专用加药车，包括：车辆本体和加药系统；加药系统包括：车载储罐、轴向柱塞泵以及高压软管；车辆本体提供驱动系统，驱动系统连接轴向柱塞泵的输入轴，轴向柱塞泵的进口与车载储罐连接，轴向柱塞泵的出口与高压软管连接；
其中，驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱副轴与轴向柱塞泵通过联轴器连接；或者，两驱车辆底盘的变速箱副轴连接分动箱，分动箱副轴与轴向柱塞泵通过联轴器连接；或者，四驱车辆底盘的分动箱副轴与轴向柱塞泵通过联轴器连接。
较佳的，加药系统还包括：单向阀、三通回流阀以及截止阀；轴向柱塞泵的出口依次连接单向阀、三通回流阀的进口、单向阀的方向为从轴向柱塞泵的出口到三通回流阀的进口方向，三通回流阀的出口依次连接截止阀与高压软管，三通回流阀的回流口通入车载储罐。
较佳的，加药系统还包括：过滤滤清器；过滤滤清器安装于车载储罐与轴向柱塞泵的进口之间。
较佳的，高压软管盘绕与绕线盘上，绕线盘固定在车辆本体上。
较佳的，车载储罐顶部设置进药口、呼吸阀；车载储罐底部设置出药口、排污口；车载储罐侧壁设置液位计。
一种油气田专用加药车的工作方法，包括：
加药状态时，保持车辆发动状态，将三通回流阀设置为工作状态，驱动系统驱动轴向柱塞泵工作，将车载储罐内的药液泵出，通过高压软管加注到井口内；
其中，驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱副轴驱动轴向柱塞泵工作；或者，两驱车辆底盘的变速箱副轴驱动分动箱，分动箱副轴带动轴向柱塞泵工作；或者，四驱车辆底盘的分动箱副轴驱动轴向柱塞泵工作。
较佳的，还包括：车辆正常行驶时，将三通回流阀设置为关闭状态，驱动系统停止向轴向柱塞泵的输出；
其中，驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱带动三通回流阀空转；或者，两驱车辆底盘的分动箱副轴切换为非工作状态，轴向柱塞泵未运转；或者四驱车辆底盘的分动箱副轴切换为非工作状态，轴向柱塞泵为运转。
较佳的，还包括：加药状态时，驱动系统驱动轴向柱塞泵工作，将车载储罐内的药液泵出，通过过滤滤清器过滤后，流入轴向柱塞泵进口，轴向柱塞泵将药液从出口泵出后经过单向阀，单向阀的方向为从轴向柱塞泵的出口到三通回流阀的进口方向，流入三通回流阀的进口，药液从三通回流阀的出口通过开启状态的截止阀，进入绕在绕线盘上的高压软管，由高压软管向井口加药。
较佳的，包括：通过控制两驱车辆发动机的转速调节药剂的加注量及压力；或者，通过控制两驱车辆分动箱副轴的转速调节药剂的加注量及压力；或者，通过控制四驱车辆的手油门、或油门踏板、或档位改变分动箱副轴的转速，调节药剂的加注量及压力。
本发明的有益效果包括：加药车操作平台没有明火的同时也没有电器元件，喷洒易燃易爆的药液无安全隐患，操作简单；驱动装置是利用两驱加药车辆底盘的变速箱副轴(或加装分动箱副轴)或四驱加药车辆底盘的分动箱副轴直接与轴向柱塞泵连接，中间无任何过渡，确保了功率损失最小化，同时，充分发挥了轴向柱塞泵体积下，压力高，全密封无泄漏、排量完全满足0-32MPa的现场工艺要求，且给车辆储罐的设计和配备上留出了充足的空间，为专用加药车的整体优化提供了便利，也进一步确保了操作人员操作的安全性，有效的实现油气田加药工作的安全、高效、环保，自动化程度和连续运转率也较之前的装置大大提高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的油气田专用加药车的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种油气田专用加药车及其工作方法，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
众所周知，各种液压泵都是通过机械能转化为液压能，通过液压驱动液压泵，将药箱中的药液泵出，其液压泵的介质为油；而本发明中的轴向柱塞泵内部不通过液压驱动，直接通过轴输入，通过机械能直接驱动，采用变速箱或分动箱带动，目前只有轴向柱塞泵满足承压大，无泄漏，且占用空间小，在车辆底盘安装的空间要求；而本发明中，经过充分论证及验证，直接将介质换位油气田药剂完全满足使用需求。
下面详述油气田专用加药车的结构原理。
一种油气田专用加药车，包括：车辆本体1和加药系统；加药系统包括：车载储罐201、轴向柱塞泵202以及高压软管203；车辆本体1提供驱动系统，驱动系统连接轴向柱塞泵202的输入轴，轴向柱塞泵202的进口与车载储罐201连接，轴向柱塞泵202的出口与高压软管203连接；
其中，驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱204副轴与轴向柱塞泵202通过联轴器连接；或者，两驱车辆底盘的变速箱204副轴连接分动箱205，分动箱205副轴与轴向柱塞泵202通过联轴器连接；或者，四驱车辆底盘的分动箱205副轴与轴向柱塞泵202通过联轴器连接。
加药系统还包括：单向阀206、三通回流阀207以及截止阀208；轴向柱塞泵202的出口依次连接单向阀206、三通回流阀207的进口、单向阀206的方向为从轴向柱塞泵202的出口到三通回流阀207的进口方向，三通回流阀207的出口依次连接截止阀208与高压软管203，三通回流阀207的回流口通入车载储罐201。加药系统还包括：过滤滤清器；过滤滤清器安装于车载储罐201与轴向柱塞泵202的进口之间。
高压软管203盘绕与绕线盘209上，绕线盘209固定在车辆本体1上。车载储罐201顶部设置进药口2010、呼吸阀2011；车载储罐201底部设置出药口2012、排污口2013；车载储罐201侧壁设置液位计2014。
具体的，加药系统包括：车载储罐201、连接管路、轴向柱塞泵202、单向阀206、三通回流阀207；车辆底盘是两驱汽车或四驱汽车，两驱加药车辆底盘的变速箱204副轴与轴向柱塞泵202通过联轴器直接连接，或增加分动箱205并通过分动箱205副轴与轴向柱塞泵202通过联轴器直接连接，四驱加药车辆底盘的分动箱205副轴与轴向柱塞泵202通过联轴器直接连接，轴向柱塞泵202进口通过连接管路与车载储罐201连接，轴向柱塞泵202出口通过连接管路与油气井连接加注介质。加药系统包括：轴向柱塞泵202、单向阀206、管路、三通回流阀207、车载储罐201、液位计2014；两驱汽车车辆底盘的变速箱204副轴与轴向柱塞泵202通过联轴器直接连接或增加分动箱205并通过分动箱205副轴与轴向柱塞泵202通过联轴器直接连接，四驱汽车的分动箱205副轴与轴向柱塞泵202通过联轴器直接连接，轴向柱塞泵202进口通过单向阀206与车载储罐201连通，轴向柱塞泵202的出口与三通回流阀207连接，三通回流阀207回流口与车载储罐201连通，三通回流阀207出口通过高压软管203及截至阀与井口连接进行药剂加注；车载储罐201安装有液位计2014。
加药系统还包括：单向阀206、过滤滤清器、三通回流阀207；轴向柱塞泵202与车载储罐201之间安装有过滤滤清器，轴向柱塞泵202进口前固定安装有过滤滤清器和单向阀206，轴向柱塞泵202的出口安装三通回流阀207，三通回流阀207的回流口与与车载储罐201连通，三通回流阀207的出口通过高压软管203及截至阀与井口连接进行药剂加注。车载储罐201按照车辆负载比合理配置在车辆底盘上，并配备液位计2014，车辆储罐顶部安装有加药口、呼吸阀2011，侧部安装有液位计2014，底部安装有药剂出口、排污口2013。三通回流阀207与高压软管203配置在车辆驾驶室与车载储罐201之间或储罐尾部，三通回流阀207需进行固定，高压软管203可采用滚筒进行盘绕。
下面详述油气田专用加药车的结构原理。
一种油气田专用加药车的工作方法，包括：加药状态时，保持车辆发动状态，将三通回流阀207设置为工作状态，驱动系统驱动轴向柱塞泵202工作，将车载储罐201内的药液泵出，通过高压软管203加注到井口内；
其中，驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱204副轴驱动轴向柱塞泵202工作；或者，两驱车辆底盘的变速箱204副轴驱动分动箱205，分动箱205副轴带动轴向柱塞泵202工作；或者，四驱车辆底盘的分动箱205副轴驱动轴向柱塞泵202工作。
车辆正常行驶时，将三通回流阀207设置为关闭状态，驱动系统停止向轴向柱塞泵202的输出；其中，驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱204带动三通回流阀207空转，所谓空转是说药液从车载储罐泵出然后经过回流口回流至药箱；或者，两驱车辆底盘的分动箱205副轴切换为非工作状态，轴向柱塞泵202未运转；或者四驱车辆底盘的分动箱205副轴切换为非工作状态，轴向柱塞泵202为运转。
加药状态时，驱动系统驱动轴向柱塞泵202工作，将车载储罐201内的药液泵出，通过过滤滤清器过滤后，流入轴向柱塞泵202进口，轴向柱塞泵202将药液从出口泵出后经过单向阀206，单向阀206的方向为从轴向柱塞泵202的出口到三通回流阀207的进口方向，流入三通回流阀207的进口，药液从三通回流阀207的出口通过开启状态的截止阀208，进入绕在绕线盘209上的高压软管203，由高压软管203向井口加药。车辆行驶状态，关闭截止阀208，防止药剂溢出。
通过控制两驱车辆发动机的转速调节药剂的加注量及压力；或者，通过控制两驱车辆分动箱205副轴的转速调节药剂的加注量及压力；或者，通过控制四驱车辆的手油门、或油门踏板、或档位改变分动箱205副轴的转速，调节药剂的加注量及压力。
具体的，两驱型环保型油气井加药车的工作方法：两驱汽车正常行驶时，三通回流阀207操作至关闭状态，三通回流阀207的出口关闭，即三通回流阀207的回流口开启，两驱加药车辆底盘的变速箱204副轴带动轴向柱塞泵202驱动空转；或分动箱205副轴切换在不工作状态，轴向柱塞泵202未运转。
两驱汽车停到工作地点，保持汽车发动状态，操作三通回流阀207至工作状态，即三通回流阀207的回流口关闭，三通回流阀207的出口开启，两驱加药车辆底盘的变速箱204副轴驱动轴向柱塞泵202工作，可根据排量要求及压力要求进行调节发动机转速，将车载储罐201中的药剂泵出，通过转换三通回流阀207，实现药剂回流或通过软管到井口加注；或操作分动箱205副轴至工作状态，直接驱动轴向柱塞泵202工作，操作三通回流阀207至工作状态，即三通回流阀207的回流口关闭，三通回流阀207的出口开启，两驱加药车辆底盘的变速箱204副轴驱动轴向柱塞泵202工作，可根据排量要求及压力要求进行调节发动机转速，将车载储罐201中的药剂泵出，通过转换三通回流阀207，实现药剂回流或通过软管到井口加注。
两驱汽车正常行驶时，两驱加药车辆底盘的变速箱204副轴轴向柱塞泵202工作，储罐中的药剂通过过滤滤清器进入到轴向柱塞泵202的进口，药剂从轴向柱塞泵202的出口泵出后经过单向阀206从三通回流阀207的进油口进入三通回流阀207，药剂从三通回流阀207的回流口到达车载储罐201，即两驱加药车辆底盘的变速箱204副轴带动加药系统空转；或分动箱205副轴切换在不工作状态，轴向柱塞泵202未运转，车辆正常行驶。
两驱汽车停到工作地点，两驱加药车辆底盘的变速箱204副轴驱动液压泵工作，车载储罐201中的药剂通过过滤滤清器进入到轴向柱塞泵202的进口，药剂从液压泵的出口泵出后经过单向阀206进入三通回流阀207，药剂从三通回流阀207的出口输出后通过高压软管203到井口加注，通过发动机的转速可以调节药剂的加注量及压力；或操作分动箱205副轴至工作状态，直接驱动轴向柱塞泵202工作，操作三通回流阀207至工作状态，即三通回流阀207的回流口关闭，三通回流阀207的出口开启，两驱加药车辆底盘的变速箱204副轴驱动轴向柱塞泵202工作，将车载储罐201中的药剂泵出，通过转换三通回流阀207，通过软管到井口进行加注。可根据排量要求及压力要求对分动箱205副轴转速进行调节。
具体的，四驱型环保型油气井加药车的工作方法：四驱汽车正常行驶时，操作四驱加药车辆底盘的分动箱205副轴至停止状态，操作三通回流阀207至关闭状态，即三通回流阀207的出口关闭，三通回流阀207的回流口开启。
四驱汽车停到工作地点，保持汽车发动状态，操作四驱加药车辆底盘的分动箱205副轴至工作状态，操作三通回流阀207至工作状态，即三通回流阀207的回流口关闭，三通回流阀207的出口开启，动箱副轴带动轴向柱塞泵202工作，轴向柱塞泵202将车载储罐201中的药液泵出，并通过软管到井口进行加注。
四驱汽车停到工作地点，四驱加药车辆底盘的分动箱205副轴驱动液压泵工作，车载储罐201中的药剂通过进过滤滤清器进入到液压泵的进口，药剂从轴向柱塞泵202的出口泵出后经过单向阀206进入三通回流阀207，药剂从三通回流阀207的出口输出后，并通过软管到井口进行加注。四驱汽车的手油门或油门踏板或档位改变汽车分动箱205副轴的转速，进而改变轴向柱塞泵202的泵出药剂量及压力。
本发明提供的环保型油气田加药车，操作平台没有明火的同时没有电器元件，喷洒易燃易爆的药液无安全隐患，操作简单；驱动装置是利用两驱加药车辆底盘的变速箱204副轴(分动箱205副轴)或四驱加药车辆底盘的分动箱205副轴直接与轴向柱塞泵202连接，中间无任何过渡，确保了功率损失最小化，同时，充分发挥了轴向柱塞泵202体积下，压力高，全密封无泄漏、排量完全满足0-32MPa的现场工艺要求，且给车辆储罐的设计和配备上留出了充足的空间，为专用加药车的整体优化提供了便利，也进一步确保了操作人员操作的安全性，有效的实现油气田加药工作的安全、高效、环保，自动化程度和连续运转率也较之前的装置提高不少。
本发明提供的基于安全环保型油气田专用加药车的工作方法，操作简单，两驱汽车正常行驶的时候操作三通回流阀207至关闭状态，汽车变速箱204副轴带动轴向柱塞泵202空转(增加分动箱205，分动箱205副轴处在非工作状态)，车辆就正常行驶工作；两驱汽车停到工作位置后，操作三通回流阀207至工作状态，汽车变速箱204副轴带动轴向柱塞泵202工作(增加分动箱205，分动箱205副轴处在工作状态)，轴向柱塞泵202将车载储罐201中的药剂泵出。
四驱汽车正常行驶时，操作四驱加药车辆底盘的分动箱205副轴至停止状态，操作三通回流阀207至关闭状态，轴向柱塞泵202不工作，车辆正常行驶；四驱汽车停到工作地点，保持汽车发动状态，操作四驱加药车辆底盘的分动箱205副轴至工作状态，操作三通回流阀207至工作状态，三通回流阀207的回流口关闭，三通回流阀207的出口开启，分动箱205副轴带动轴向柱塞泵202工作，轴向柱塞泵202将车载储罐201中的药剂泵出。
Claims (9)
1.一种油气田专用加药车，其特征在于，包括：车辆本体和加药系统；加药系统包括：车载储罐、轴向柱塞泵以及高压软管；车辆本体提供驱动系统，驱动系统连接轴向柱塞泵的输入轴，轴向柱塞泵的进口与车载储罐连接，轴向柱塞泵的出口与高压软管连接；
其中，驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱副轴与轴向柱塞泵通过联轴器连接；或者，两驱车辆底盘的变速箱副轴连接分动箱，分动箱副轴与轴向柱塞泵通过联轴器连接；或者，四驱车辆底盘的分动箱副轴与轴向柱塞泵通过联轴器连接。
2.如权利要求1所述的油气田专用加药车，其特征在于，加药系统还包括：单向阀、三通回流阀以及截止阀；轴向柱塞泵的出口依次连接单向阀、三通回流阀的进口、单向阀的方向为从轴向柱塞泵的出口到三通回流阀的进口方向，三通回流阀的出口依次连接截止阀与高压软管，三通回流阀的回流口通入车载储罐。
3.如权利要求1所述的油气田专用加药车，其特征在于，加药系统还包括：过滤滤清器；过滤滤清器安装于车载储罐与轴向柱塞泵的进口之间。
4.如权利要求1所述的油气田专用加药车，其特征在于，高压软管盘绕与绕线盘上，绕线盘固定在车辆本体上。
5.如权利要求1所述的油气田专用加药车，其特征在于，车载储罐顶部设置进药口、呼吸阀；车载储罐底部设置出药口、排污口；车载储罐侧壁设置液位计。
6.一种如权利要求1所述的油气田专用加药车的工作方法，其特征在于，包括：
加药状态时，保持车辆发动状态，将三通回流阀设置为工作状态，驱动系统驱动轴向柱塞泵工作，将车载储罐内的药液泵出，通过高压软管加注到井口内；
其中，驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱副轴驱动轴向柱塞泵工作；或者，两驱车辆底盘的变速箱副轴驱动分动箱，分动箱副轴带动轴向柱塞泵工作；或者，四驱车辆底盘的分动箱副轴驱动轴向柱塞泵工作。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：车辆正常行驶时，将三通回流阀设置为关闭状态，驱动系统停止向轴向柱塞泵的输出；
其中，驱动系统包括：两驱车辆底盘的变速箱带动三通回流阀空转；或者，两驱车辆底盘的分动箱副轴切换为非工作状态，轴向柱塞泵未运转；或者四驱车辆底盘的分动箱副轴切换为非工作状态，轴向柱塞泵为运转。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：加药状态时，驱动系统驱动轴向柱塞泵工作，将车载储罐内的药液泵出，通过过滤滤清器过滤后，流入轴向柱塞泵进口，轴向柱塞泵将药液从出口泵出后经过单向阀，单向阀的方向为从轴向柱塞泵的出口到三通回流阀的进口方向，流入三通回流阀的进口，药液从三通回流阀的出口通过开启状态的截止阀，进入绕在绕线盘上的高压软管，由高压软管向井口加药。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，包括：通过控制两驱车辆发动机的转速调节药剂的加注量及压力；或者，通过控制两驱车辆分动箱副轴的转速调节药剂的加注量及压力；或者，通过控制四驱车辆的手油门、或油门踏板、或档位改变分动箱副轴的转速，调节药剂的加注量及压力。
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