CN109779871A - 一种液力注入装置及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及注入装置技术领域，具体涉及一种液力注入装置及其用途。包括动力组件、动力组件两端各安装一个液力组件，动力组件连接行程控制阀组件；所述动力组件包括活塞缸，活塞缸两端分别设置第一密封腔及第二密封腔，活塞缸内部设置活塞体，柱塞穿过活塞体；柱塞一端贯穿活塞缸一端的第一密封腔；柱塞另一端贯穿活塞缸另一端的第二密封腔；所述柱塞上套设拨叉箍，拨叉箍连接拨叉杆，所述第二密封腔连接至托架，托架上设置越程增力组件。本发明节省空间，具有非常高的运行可靠性，并可大幅度地降低设备在工作过程中对介质的剪切。

Description

一种液力注入装置及其用途

技术领域

本发明涉及注入装置技术领域，具体涉及一种液力注入装置及其用途。

背景技术

以往用于聚合物注入的都是往复泵，现有的往复泵往往具有复杂的传动机构，大小皮带轮及皮带，电动机等，其体积和占地面积庞大，需要集中建站，随之带来的是大量的人力、物力的浪费及土建费用的投入，极大地增大了生产成本。并且现有的注入泵对其输送的聚合物不断进行剪切，对介质存在一定程度的减损。另外，现有的注入装置需要动力电，这就造成装置的可靠性降低。

另一方面，油田注水是为了保持油层的能量。目前大多数油田采用大型多级离心泵或柱塞泵通过配套管网注水来保持足够的地层压力，由于注水过程中的地层污染使部分水井的压力不断上升，而注水系统一旦建立，再升压就会影响整个系统的运行，为满足这一部分注水井压力的要求，通常采用如下方式：

用大型多级离心泵提高整个高压配套管网的压力，这样做的结果是通过提高整个管网的压力来满足这少数注水井的注入要求，其耗费的能量是巨大的。

用往复式增压注水泵来进一步提高水的压力实现这些注水井的注入。但用于该用途的往复式增压注水泵是有条件的，一个是压差不能太小（至少需要5～8MPa），另外一个是在注水井的附近安装一个带有往复式增压注水泵的增压注水装置，水、电以及控制仪表等一样不能少，这种方式需要的投资太大（通常一口井就需要近100万的资金）。

还有用高压多级离心泵来做增压注水泵，但高压多级离心泵不是流量太大，就是效率太低，需要的费用也不少。

这就使得用户左右为难，若满足这些井的注入要求，则会造成投资太大，也不方便管理。所以，部分高压水井的注水问题就成了油田采油生产中的一个有待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明一方面提出一种液力注入装置，其节省空间，具有非常高的运行可靠性，并可大幅度地降低设备在工作过程中对介质的剪切。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是一种液力注入装置，其包括动力组件、动力组件两端各安装一个液力组件，动力组件连接行程控制阀组件；所述动力组件包括活塞缸，活塞缸两端分别设置第一密封腔及第二密封腔，活塞缸内部设置活塞体，柱塞穿过活塞体；柱塞一端贯穿活塞缸一端，第一密封腔设置在柱塞与活塞缸一端之间，对两者进行密封；柱塞另一端贯穿活塞缸另一端，第二密封腔设置在柱塞与活塞缸另一端之间，对两者进行密封；所述柱塞上套设拨叉箍，拨叉箍连接拨叉杆，第二密封腔连接托架，托架上设置越程增力组件。

进一步的，所述越程增力组件包括摆杆、第一销轴、第二销轴、滚轮、第一撞块、第二撞块、第一限位块、第二限位块、顶套弹簧及顶套；所述摆杆上部通过第一销轴轴连接在托架上，第二销轴穿过摆杆中部与滚轮连接，滚轮上方设置顶套，在顶套的内部装有顶套弹簧，所述顶套与滚轮接触，摆杆两侧垂直安装第一撞块及第二撞块，摆杆两侧的托架上设有第一限位块、第二限位块，所述第一撞块及第二撞块与所述拨叉杆相配合；所述摆杆上端设置拨叉。

基于上述技术方案，所述越程增力组件的动作方式是拨叉杆随柱塞运动到极限位置，拨叉杆碰到一侧撞块，之后继续向前运动，将撞块抬起，撞块带动摆杆摆动，随之带动摆杆中部连接的滚轮运动，带有顶套弹簧的顶套对滚轮接触位置发生变化，使得受力变化，当拨叉杆越过撞块，整个摆杆随着顶套弹簧上的顶套对滚轮力的作用而向相反方向摆动，摆杆上端设置拨叉，拨叉随摆杆一起摆动，带动与拨叉连接的摆件转动（摆动），摆件带动阀体转动，从而变换动力液的进出口的方位，最终，控制动力组件中的活塞的前进方向。

优选的，所述拨叉的尺寸大于与其连接的销的尺寸。

在装置的运行过程中，若不设置越程增力组件，当阀体转动到中间位置时，高、低压密封腔处于完全封闭状态，活塞由于其两侧的压力相等而处于停滞状态，则拨叉会失去动力而停止工作。实质上越程增力组件的作用是，当阀体转动到中间位置，拨叉失去动力时，由于所述拨叉的尺寸大于与其连接的销的尺寸，当阀体转动到中间位置时，拨叉已经越过中间位置朝另一向偏转，这时，利用带有顶套弹簧的顶套对滚轮的施力作用，从而继续对摆杆施加力的作用，驱动拨叉继续运动，使得装置越过“死点”，迫使摆杆继续摆动，避免设备出现“卡死”。

基于上述技术方案，本装置中的动力组件相对于液力注入泵来说，就是用动力组件（活塞缸结构型式）替代了传统的往复泵的传动端（较为复杂的曲柄连杆机构）和动力端（电动机及大小皮带轮），当在油田聚驱注入站内有可以使用的高压水的便利条件下，利用液力的方式更加便利，这样充分利用成熟的液压活塞缸的驱动技术，最大限度地缩小注聚泵的占地面积（和体积）。这么做，一方面可以避免了集中建站所带来的人力、物力和财力方面的投入；另一方面，还可以使注入装置的重复利用成为可能。

基于上述技术方案，采用上述的泵结构，由于液压活塞缸的往复运动具有长冲程，速度慢的特点，这就使得泵的振动、噪声大幅度地降低，与其相关的泵的进、出口管路、仪表以及泵的易损件的使用寿命大幅度地提高，泵的运行可靠性得到大大增强，这就为注入装置实行无人值守管理打下了良好的基础。

进一步的，所述行程控制阀组件包括动力液入口、调节阀组件及动力液出口；所述调节阀组件包括流量调节组件及流向控制组件，流量调节组件包括阀套、调节阀座及阀杆；所述阀套与调节阀座形成动力液入口腔，所述动力液入口联通动力液入口腔，所述阀杆一端连接阀杆驱动组件，阀杆另一端与调节阀座相配合，用于控制动力液入口进入流向控制组件的流量；所述流向控制组件包括阀室、阀套、阀体及摆件；所述阀体连接摆件，摆件通过销连接至拨叉，阀体外部设置阀套，阀套外部为阀室；阀室内部设置高压水通道、低压水通道、A通道、B通道；所述动力液入口腔联通高压水通道，所述低压水通道联通动力液出口；所述阀体上设置第一流动腔及第二流动腔，第一流动腔联通至高压水通道，第二流动腔联通至所述活塞体另一侧的腔体。A通道联通至所述活塞体一侧的腔体，B通道联通至低压水通道。第一流动腔始终联通高压水通道，第二流动腔始终联通低压水通道。第一流动腔、第二流动腔与A通道、B通道交替联通，从而切换A通道、B通道与高压水通道、低压水通道之间的联通。

进一步的，所述第一流动腔及第二流动腔均为设置在阀体外圆周上的凹槽，所述凹槽包括环形凹槽及与环形凹槽联通的若干个U型凹槽，所述第二流动腔的环形凹槽周向设置两个互呈180度的低压U型凹槽，所述第一流动腔的环形凹槽周向设置四个高压U型凹槽，四个高压U型凹槽分别设置在两个低压U型凹槽的两侧，同一侧的两个高压U型凹槽互呈60度。

基于上述技术方案，阀体上的U型凹槽是周向均匀分布的，并且四个高压U型凹槽两两对称设置，两个低压U型凹槽两两对称设置，以保证动力液对阀体的作用力均匀，径向力均衡抵消，避免阀体偏移。当摆件带动阀体在阀套内转动60度（往复摆动）调节阀组件在两种状态（分别对应活塞体不同运动方向）进行切换：

行程一：第一流动腔与高压水通道联通，第一流动腔联通至活塞体A侧腔体，第二流动腔与低压水通道联通，第二流动腔联通至活塞体B侧腔体；此时动力液由动力液入口流入动力液入口腔，由阀杆与调节阀座之间的间隙流入高压水通道，高压水由高压水通道流入阀体上的第一流动腔，由第一流动腔进入活塞体A侧腔体，推动活塞体运动，活塞体B侧腔体内液体排入第二流动腔，由第二流动腔至动力液出口排出。

行程二：第一流动腔与高压水通道联通，第一流动腔联通至活塞体B侧腔体，第二流动腔与低压水通道联通，第二流动腔联通至活塞体A侧腔体；此时动力液由动力液入口流入动力液入口腔，由阀杆与调节阀座之间的间隙流入高压水通道，高压水由高压水通道流入阀体上的第一流动腔，由第一流动腔进入活塞体B侧腔体，推动活塞体反向运动，活塞体A侧腔体内液体排入第二流动腔，由第二流动腔至动力液出口排出。

基于上述技术方案，本装置的行程控制阀组件对于泵动力组件来说，它不仅需要动力液提供运动的动力，还需要动力液的来液方位控制活塞体的行进方向，通过动力液的来液多少（就是动力液的流量）控制活塞的行进速度，行程控制阀组件就是实施该作用的功能组件。行程控制阀组件通过变换动力液的进出口的方位控制动力组件中的活塞的行进方向，这种方向的变换决定了泵的吸入、排出过程；另外一个方面，设置在行程控制阀组件中的流量调节阀通过控制动力液的来液流量，控制活塞的行进速度，进而控制了泵的往复次数，同时控制了泵的流量大小。

伺服调量控制系统 ：液力注入泵的流量调节是由伺服调量控制系统控制的，该控制系统由检测仪表（流量计）、PLC控制单元及其执行机构构成。该系统对注入泵的配注流量进行实时的闭环控制，其配注过程无需人为干预。对液力注入泵的流量控制方式是多样的，既可以通过设在注入装置控制间内的计算机写入完成，也可以通过远程控制来实现。所以说，本发明的液力注入装置基本上实现了注入过程的无人值守管理。

进一步的，该注入装置中所述液力组件包括排出管道、吸入管道、液压缸、阀组件及填料箱；液压缸两侧分别连接排出管道、吸入管道，液压缸连接填料箱，填料箱端部内侧装有密封件，所述柱塞两端分别伸入一个液力组件的密封件内。

进一步的，所述柱塞包括第一柱塞以及与第一柱塞通过弹性圆柱销连接的第二柱塞，第一柱塞一端贯穿活塞缸一端以及第一密封腔，第一柱塞另一端连接第二柱塞一端，第二柱塞另一端贯穿活塞缸另一端以及第二密封腔。

进一步的，两侧液力组件的排出管道均连接至排出总管，排出总管上设置蓄能器接头，蓄能器接头上安装蓄能器。

基于上述技术方案，液力组件为了保证该系列产品的可靠性和连续性，液力注入装置的液力组件完全采用了注聚泵液力端的结构方式，它不仅耐用，而且还拆装方便。对于液力注入泵来说，最多每分钟40～50的往复次数将会使液力组件中的主要易损件（阀、柱塞和填料密封）的使用寿命得到成倍的增长，所以，阀和柱塞的使用寿命将会延长。

对本发明进行进一步说明，液力注入装置是一种对置式双缸单作用的液压驱动泵，由液力组件、动力组件、行程控制阀组件以及一套完整的伺服调量控制系统构成。

本发明的液力注入装置采用的是对置式双缸单作用的结构形式，注入泵由三部分组成，一部分是直接输送介质，把机械能转变为液体压力能的液力组件；另一部分是将动力液的压力能转变为机械能，并将直线运动传递给液力端的动力组件；还有一部分是控制动力组件运动方向，并通过流量调节阀控制泵往复次数的行程控制阀组件。

另一方面，本发明为了解决现阶段油田增压注水存在的缺陷，本发明提供一种液力注入装置的增压注水方法，将液力注入装置应用于对点注入，两侧的液力组件的吸入管道连接待增压高压水，所述动力液入口管道连接动力高压水。

进一步的，所述待增压高压水与动力高压水为同一来源的高压水。

基于上述技术方案，该方法是利用液力注入装置实现增压注水，装置为对置式双缸单作用的液压驱动泵，两侧的液力组件的吸入管道连接待增压高压水，入口有压力，根据公式：

F_驱=F₁－F₂=P₁×A－P₂×A=P_差×A

其中，F_驱为驱动柱塞运动的动力高压水的压力，高压水的压力作用在活塞体的环形面积上产生的作用力，P₁为柱塞一侧所受到的压强，P₂为柱塞另一侧所受到的压强，P_差为柱塞两侧的压强差，A为柱塞截面积。

由上述公式可知，动力高压水克服柱塞两侧的待增压高压水压力差就可以驱动柱塞运动，如果是单缸单点注入，动力高压水必须克服液力端的压力才能使柱塞运动，相较于单缸结构本发明所采用的对置式双缸单作用结构可以节省更多的动力高压水。

上述使用方法的有益效果：液力驱动装置利用现有的高压水作为驱动力，用少量的高压水（相对于待增压高压水的注水量来说）就可以实现增压注水的要求，无需动力电，也不用在注水井附近设立站点，只需在离注水井最近的油田设施里就可以实施注水作业，即可以节约大量的设备投资，还有利于设备的管理。

本发明的液力注入装置在聚合物方面的应用：其在聚合物注入上具有以下其它设备不可比拟的优势：

1) 液力驱动泵只需现有的高压水作为动力，省去了往复泵（以往用于聚合物注入的都是往复泵）复杂的传动机构，大小皮带轮及皮带，电动机等。大大缩小了其体积和占地面积，与注入管路、阀门、仪表有机的结合在一起，所有的注入设备可自主成撬，将整个装置全部装在一个集装箱中，集装箱采用车载方式，具有灵活机动的特点，这种方式避免了集中建站所带来的大量的人力、物力的浪费及土建费用的投入，极大地降低了生产成本，提高油田的市场竞争力。

2) 液力注入泵由于其本身的工作特性（长冲程，慢速度），使得其具有非常高的运行可靠性，易损件寿命是普通往复泵易损件寿命的几倍以上。

3) 由于液力注入泵的运行速度很慢，使得该泵对其输送的聚合物几乎没有剪切，这就使得该泵在注聚泵最重要的性能指标对比中具有其它任何注入设备不可比拟的技术优势。加上第⑵条特点，可为用户节省大量的设备运行费用。

4) 液力注入泵的流量在0～100%范围内可无级、在线的自动调节，加上该系列泵非常高的可靠性的特点，构成了由该泵构成的液力注入装置实施无人值守的两大基本要素（自动化控制和高可靠性）。

本发明的液力注入装置在油田污水方面的应用：

液力驱动泵只需现有的高压水作为动力，不用动力电，再加上该类型泵具有非常好的自吸性能，在油田污水站中（油田的污水处理站中由于有原油等易燃易爆的物品，具有非常高的防爆要求；还有含油污水大多在污水池中，需要具有自吸性能的泵才能传输）具有非常好的应用前景。

本发明的有益效果：其节省空间，具有非常高的运行可靠性，并可大幅度地降低设备在工作过程中对介质的剪切。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明结构左视图；

图3为本发明结构右视图；

图4为动力组件的结构示意图；

图5为图4中B-B的剖视图；

图6为图4中A-A的剖视图；

图7为行程控制阀组件的结构示意图；

图8为行程控制阀组件的侧视图；

图9为图8的K-K的剖视图；

图10为行程控制阀组件的俯视图；

图11为液力组件的结构示意图；

图12为阀体的结构示意图；

图13为第二阀套的结构示意图；

图14为阀室的结构示意图；

图15为阀室的立体图；

图16为阀体上U型凹槽的分布示意图；

图中：1、动力组件，2、液力组件，3、行程控制阀组件，4、活塞缸，5、第一密封腔，6、第二密封腔，7、活塞体，8、柱塞，9、拨叉箍，10、拨叉杆，11、托架，12、摆杆，13、第一销轴，14、第二销轴，15、滚轮，16、第一撞块，17、第二撞块，18、第一限位块，19、第二限位块，20、顶套弹簧，21、顶套，22、限位销， 23、拨叉，24、动力液入口，25、调节阀组件，26、动力液出口，27、第一阀套，28、调节阀座，29、阀杆，30、阀室，31、第二阀套，32、阀体，33、摆件，34、高压水通道，35、低压水通道，36、第一流动腔，37、第二流动腔，38、排出管道，39、吸入管道，40、液压缸，41、阀组件，42、填料箱，43、第一柱塞，44、弹性圆柱销，45、第二柱塞，46、排出总管，47、蓄能器接头，48、蓄能器，49、越程增力组件，50、密封件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，下面结合说明书附图和具体实例进行阐述。

实施例1

本发明的液力注入装置是针对油田三次采油聚合物注入而特殊设计的一种专用设备。这种装置由于其本身的工作特性（长行程、慢速度），并配置完善的自动化控制系统，使得装置在无人值守的情况下，具有非常高的运行可靠性，并可大幅度地降低设备在工作过程中对介质的剪切。另外，由于该装置可以合理地配置注入设备（驱动设备和注入设备的分离），进而实现注入设备的紧凑安装，这样，不仅可以大大降低注入站的工程规模，还可以节约大量的工程建设投资。

本发明一方面提出一种液力注入装置，其包括动力组件1、动力组件1两端各安装一个液力组件2，液力组件2连接行程控制阀组件3；所述动力组件1包括活塞缸4，活塞缸4两端分别设置第一密封腔5及第二密封腔6，活塞缸4内部设置活塞体7，柱塞8穿过活塞体7；柱塞8一端贯穿活塞体7一端的第一密封腔5，第一密封腔5设置在柱塞8与活塞缸4一端之间，对两者进行密封；柱塞8另一端贯穿活塞缸4另一端的第二密封腔6，第二密封腔6设置在柱塞8与活塞缸4另一端之间，对两者进行密封；所述柱塞8上套设拨叉箍9，拨叉箍9连接拨叉杆10，第二密封腔6连接托架11，托架11上设置越程增力组件49。

进一步的，所述越程增力组件49包括摆杆12、第一销轴13、第二销轴14、滚轮15、第一撞块16、第二撞块17、第一限位块18、第二限位块19、顶套弹簧20及顶套21；所述摆杆12上部通过第一销轴13轴连接在托架11上，第二销轴14穿过摆杆12中部与滚轮15连接，滚轮15上方设置顶套21，在顶套21的内部装有顶套弹簧20，所述顶套21与滚轮15接触，摆杆12两侧垂直安装第一撞块16及第二撞块17，摆杆12两侧的托架11上设有第一限位块18、第二限位块19，所述第一撞块16及第二撞块17与所述拨叉杆10相配合；所述摆杆12上端设置拨叉23。

基于上述技术方案，所述越程增力组件的动作方式是拨叉杆随柱塞运动到极限位置，拨叉杆碰到一侧撞块，之后继续向前运动，将撞块抬起，撞块带动摆杆摆动，随之带动摆杆中部连接的滚轮运动，带有顶套弹簧的顶套对滚轮接触位置发生变化，使得受力变化，当拨叉杆越过撞块，整个摆杆随着顶套弹簧上的顶套对滚轮力的作用而向相反方向摆动，摆杆上端设置拨叉，拨叉随摆杆一起摆动，带动与拨叉连接的摆件转动（摆动），摆件带动阀体转动，从而变换动力液的进出口的方位，最终，控制动力组件中的活塞的前进方向。

优选的，所述拨叉的尺寸大于与其连接的销的尺寸。

在装置的运行过程中，若不设置越程增力组件，当阀体转动到中间位置时，高、低压密封腔处于完全封闭状态，活塞由于其两侧的压力相等而处于停滞状态，则拨叉会失去动力而停止工作。实质上越程增力组件的作用是，当阀体转动到中间位置，拨叉失去动力时，由于所述拨叉的尺寸大于与其连接的销的尺寸，当阀体转动到中间位置时，拨叉已经越过中间位置朝另一向偏转，这时，利用带有顶套弹簧的顶套对滚轮的施力作用，从而继续对摆杆施加力的作用，驱动拨叉继续运动，使得装置越过“死点”，迫使摆杆继续摆动，避免设备出现“卡死”。

基于上述技术方案，本装置中的动力组件对于液力注入泵来说，本装置用动力组件（活塞缸结构型式）替代了传统的往复泵的传动端（较为复杂的曲柄连杆机构）和动力端（电动机及大小皮带轮），当在油田聚驱注入站内有可以使用的高压水的便利条件下，利用液力的方式更加便利，这样充分利用成熟的液压活塞缸的驱动技术，最大限度地缩小注聚泵的占地面积（和体积），为注入装置成撬成为可能。这么做，一方面可以避免了集中建站所带来的人力、物力和财力方面的投入；另一方面，还可以使注入装置的重复利用成为可能。

基于上述技术方案，采用上述的泵结构，由于液压活塞缸的往复运动具有长冲程，速度慢的特点，这就使得泵的振动、噪声大幅度地降低，与其相关的泵的进、出口管路、仪表以及泵的易损件的使用寿命大幅度地提高，泵的运行可靠性得到大大增强，这就为注入装置实行无人值守管理打下了良好的基础。

进一步的，所述行程控制阀组件3包括动力液入口24、调节阀组件25及动力液出口26；所述调节阀组件25包括流量调节组件及流向控制组件，流量调节组件包括第一阀套27、调节阀座28及阀杆29；所述第一阀套27与调节阀座28形成动力液入口腔，所述动力液入口24联通动力液入口腔，所述阀杆29一端连接阀杆驱动组件，阀杆29另一端与调节阀座28相配合，用于控制动力液入口进入流向控制组件的流量；

所述流向控制组件包括阀室30、第二阀套31、阀体32及摆件33；所述阀体32连接摆件33，摆件33通过销连接至拨叉23，阀体32外部设有第二阀套31，第二阀套31外部为阀室30；

阀室30内部设置高压水通道34、低压水通道35、A通道、B通道；所述动力液入口腔联通高压水通道34，所述低压水通道35联通动力液出口26； A通道联通至所述活塞体7一侧的腔体，B通道联通至所述活塞体7另一侧的腔体，所述阀体32上设置第一流动腔36及第二流动腔37，第一流动腔36联通至高压水通道34，第二流动腔37联通至低压水通道35。

进一步的，所述第一流动腔36及第二流动腔37均为设置在阀体32外圆周上的凹槽，所述凹槽包括环形凹槽及与环形凹槽联通的若干个U型凹槽，所述第二流动腔37的环形凹槽周向设置两个互呈180度的低压U型凹槽，所述第一流动腔36的环形凹槽周向设置四个高压U型凹槽，四个高压U型凹槽分别设置在两个低压U型凹槽的两侧，同一侧的两个高压U型凹槽互呈60度。

基于上述技术方案，当摆件带动阀体在阀套内转动60度（往复摆动）调节阀组件在两种状态（分别对应活塞体不同运动方向）进行切换：

行程一：第一流动腔36与高压水通道联通，第一流动腔36联通至活塞体A侧腔体，第二流动腔37与低压水通道联通，第二流动腔37联通至活塞体B侧腔体；此时动力液由动力液入口流入动力液入口腔，由阀杆29与调节阀座28之间的间隙流入高压水通道，高压水由高压水通道流入阀体上的第一流动腔36，由第一流动腔36进入活塞体A侧腔体，推动活塞体7运动，活塞体B侧腔体内液体排入第二流动腔37，由第二流动腔37至动力液出口26排出。

行程二：第一流动腔36与高压水通道联通，第一流动腔36联通至B侧腔体，第二流动腔37与低压水通道联通，第二流动腔联通至活塞体A侧腔体；此时动力液由动力液入口流入动力液入口腔，由阀杆与调节阀座之间的间隙流入高压水通道，高压水由高压水通道流入阀体上的第一流动腔36，由第一流动腔36进入活塞体B侧腔体，推动活塞体7反向运动，活塞体A侧腔体内液体排入第二流动腔37，由第二流动腔37至动力液出口26排出。

基于上述技术方案，本装置的行程控制阀组件对于泵动力组件来说，它不仅需要动力液提供运动的动力，还需要动力液的来液方位控制活塞体7的行进方向，通过动力液的来液多少（就是动力液的流量）控制活塞的行进速度，行程控制阀组件就是实施该作用的功能组件。行程控制阀组件通过变换动力液的进出口的方位控制动力组件中的活塞的行进方向，这种方向的变换决定了泵的吸入、排出过程；另外一个方面，设置在行程控制阀组件中的流量调节阀通过控制动力液的来液流量，控制活塞的行进速度，进而控制了泵的往复次数，同时控制了泵的流量大小。

伺服调量控制系统 ：液力注入泵的流量调节是由伺服调量控制系统控制的，该控制系统由检测仪表（流量计）、PLC控制单元及其执行机构构成。该系统对注入泵的配注流量进行实时的闭环控制，其配注过程无需人为干预。对液力注入泵的流量控制方式是多样的，既可以通过设在注入装置控制间内的计算机写入完成，也可以通过远程控制来实现。所以说，本发明的液力注入装置基本上实现了注入过程的无人值守管理。

进一步的，该注入装置中所述液力组件2包括排出管道38、吸入管道39、液压缸40、阀组件41及填料箱42；液压缸40两侧分别连接排出管道38、吸入管道39，液压缸40连接填料箱42，填料箱42端部内侧装有密封件50，所述柱塞两端分别伸入一个液力组件的密封件50内。

进一步的，所述柱塞8包括第一柱塞43以及与第一柱塞43通过弹性圆柱销44连接的第二柱塞45，第一柱塞43一端贯穿活塞缸7一端以及第一密封腔5，第一柱塞43另一端连接第二柱塞一端，第二柱塞另一端贯穿活塞缸7另一端以及第二密封腔6。

进一步的，两侧液力组件2的排出管道38均连接至排出总管46，排出总管46上设置蓄能器接头47，蓄能器接头47上安装蓄能器48。

基于上述技术方案，液力组件为了保证该系列产品的可靠性和连续性，液力注入装置的液力组件完全采用了注聚泵液力端的结构方式，它不仅耐用，而且还拆装方便。对于液力注入泵来说，最多每分钟40～50的往复次数将会使液力组件中的主要易损件（阀、柱塞和填料密封）的使用寿命得到成倍的增长，所以，阀和柱塞的使用寿命将会延长。

进一步的，所述液力注入装置还包括伺服调量控制系统。

另一方面，本发明为了解决现阶段油田增压注水存在的缺陷，本发明提供一种液力注入装置的增压注水方法，将液力注入装置应用于对点注入，两侧的液力组件的吸入管道连接待增压高压水，所述动力液入口管道连接动力高压水。

进一步的，所述待增压高压水与动力高压水为同一来源的高压水。

另外，该装置还向用户提供了流量、压力信号的输入和输出接口，方便用户对注入装置的管理和控制，输入和输出的格式为:RS485或4～20mA。

如果用户想要实现所有运行数据的自动化管理，我们还另外可以为用户定制报表自动生成系统，最大限度地降低管理人员的劳动强度。

液力注入泵在运行过程中速度是恒定的，只是在活塞换向过程中有流量脉动，这种脉动可以由设在泵出口管路上的蓄能器得到很大的缓解，最终的流量脉动就会变得非常小，所以整个装置的运行是非常平稳的。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种液力注入装置，其特征在于：包括动力组件、动力组件两端各安装一个液力组件，动力组件连接行程控制阀组件；所述动力组件包括活塞缸，活塞缸两端分别设置第一密封腔及第二密封腔，活塞缸内部设置活塞体，柱塞穿过活塞体；柱塞一端贯穿活塞缸一端的第一密封腔；柱塞另一端贯穿活塞缸另一端的第二密封腔；所述柱塞上套设拨叉箍，拨叉箍连接拨叉杆，所述第二密封腔连接至托架，托架上设置越程增力组件。

2.根据权利要求1所述的一种液力注入装置，其特征在于：所述越程增力组件包括摆杆、第一销轴、第二销轴、滚轮、第一撞块、第二撞块、第一限位块、第二限位块、顶套弹簧及顶套；所述摆杆上部通过第一销轴连接在托架上，第二销轴穿过摆杆中部与滚轮连接，滚轮上方设置顶套，在顶套的内部装有顶套弹簧，所述顶套与滚轮接触，摆杆两侧垂直安装第一撞块及第二撞块，摆杆两侧的托架上设有第一限位块及第二限位块；所述摆杆上端设置拨叉。

3.根据权利要求1所述的一种液力注入装置，其特征在于：所述行程控制阀组件包括动力液入口、调节阀组件及动力液出口；所述调节阀组件包括流量调节组件及流向控制组件，流量调节组件包括阀套、调节阀座及阀杆；所述阀套与调节阀座形成动力液入口腔，所述动力液入口联通动力液入口腔，所述阀杆一端连接阀杆驱动组件，阀杆另一端与调节阀座相配合，用于控制动力液入口进入流向控制组件的流量；流向控制组件包括阀室、阀套、阀体及摆件；摆件通过销连接至拨叉，拨叉摆动带动摆件转动，阀体一端连接摆件，阀体外部设置阀套，阀套外部为阀室；阀室内部设置高压水通道、低压水通道、A通道、B通道；所述阀套上设置有与高压水通道、低压水通道、A通道、B通道对应的通孔；所述动力液入口腔联通高压水通道，所述低压水通道联通动力液出口；所述阀体上设置第一流动腔及第二流动腔，第一流动腔联通至高压水通道，第二流动腔联通至低压水通道，A通道联通至活塞体一侧腔体，B通道联通至活塞体另一侧腔体。

4.根据权利要求3所述的一种液力注入装置，其特征在于：所述拨叉的尺寸大于与其连接的销的尺寸。

5.根据权利要求3所述的一种液力注入装置，其特征在于：所述第一流动腔及第二流动腔均为设置在阀体外圆周上的凹槽，所述凹槽包括环形凹槽及与环形凹槽联通的若干个U型凹槽，所述第二流动腔的环形凹槽周向设置两个互呈180度的低压U型凹槽，所述第一流动腔的环形凹槽周向设置四个高压U型凹槽，四个高压U型凹槽分别设置在两个低压U型凹槽的两侧，同一侧的两个高压U型凹槽互呈60度。

6.根据权利要求1所述的一种液力注入装置，其特征在于：所述液力组件包括排出管道、吸入管道、液压缸、阀组件及填料箱；液压缸两侧分别连接排出管道、吸入管道，液压缸连接填料箱，填料箱端部内侧装有密封件，所述柱塞两端分别伸入一个液力组件的密封件内。

7.根据权利要求1所述的一种液力注入装置，其特征在于：所述柱塞包括第一柱塞以及与第一柱塞通过弹性圆柱销连接的第二柱塞，第一柱塞一端贯穿活塞缸一端以及第一密封腔，第一柱塞另一端连接第二柱塞一端，第二柱塞另一端贯穿活塞缸另一端以及第二密封腔。

8.根据权利要求1所述的一种液力注入装置，其特征在于：两侧液力组件的排出管道均连接至排出总管，排出总管上设置蓄能器接头，蓄能器接头上安装蓄能器；所述液力注入装置还包括伺服调量控制系统。

9.采用如权利要求1所述液力注入装置的用途，其特征在于：将液力注入装置用于增压注水，两侧的液力组件入口连接待增压高压水，动力液入口管道连接动力高压水。

10.根据权利要求9所述的一种液力注入装置的用途，其特征在于：待增压高压水与动力高压水为同一来源的高压水。