CN111608622B - 油田注水井智能注水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田注水井智能注水装置，包括通过注水管网连接的过滤机构、储水机构、水处理机构以及注水机构，过滤机构包括来水通道、过滤网、送水通道、沉淀物收集槽以及漂浮物收集槽，来水通道的末端为竖直的扁平通道，扁平通道的顶端通过漂浮通道连通漂浮物收集槽，扁平通道的底端沉淀通道连通沉淀物收集槽，扁平通道的中部连通送水通道，过滤网覆盖于送水通道上；沉淀物收集槽以及漂浮物收集槽均通过管道连通来水的水源。本发明提供的油田注水井智能注水装置，极大的减少过滤网的拦截量，且使得反冲洗操作成为可能，保证注水装置的正常运行，也减少人工清理操作。

Description

油田注水井智能注水装置

技术领域

本发明涉及石油开采技术，具体涉及一种油田注水井智能注水装置。

背景技术

油田开采过程中，为了维持油层的压力进而提高采油量，需要通过注水装置向油层内源源不断的注水，现有技术中的注水装置一般包括过滤机构、储水机构、水处理机构、注水机构以及连接这些机构的注水管网。

其中，江河湖海等流动水源因为其便利性和低成本常被用作注水的水源，在注水前，需要通过多级过滤机构对流动水源进行过滤处理，其中，第一级过滤机构一般是一个滤网，将水流中较大尺寸的杂质如漂浮物、水生植物等予以拦截。这其中，当滤网的网眼设置的过大，大量的杂质进入下一级过滤机构，给下级过滤机构带来沉重的负担，而若滤网的网眼设置的过小，则容易堵塞，而该级过滤机构由于布置的靠前，反冲洗冲散的杂质很快会再次粘附上滤网，常规解吸操作作用不大，因此必须经常的进行人工的清理。

综上，现有技术的不足之处在于，一方面，经常性的堵塞影响注水装置的正常运行，另一方面，人工清理费时费力。

发明内容

本发明的目的是提供一种油田注水井智能注水装置，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种油田注水井智能注水装置，包括通过注水管网连接的过滤机构、储水机构、水处理机构以及注水机构，

所述过滤机构包括来水通道、过滤网、送水通道、沉淀物收集槽以及漂浮物收集槽，所述来水通道的末端为竖直的扁平通道，所述扁平通道的顶端通过漂浮通道连通所述漂浮物收集槽，所述扁平通道的底端所述沉淀通道连通所述沉淀物收集槽，所述扁平通道的中部连通所述送水通道，所述过滤网覆盖于所述送水通道上；

所述沉淀物收集槽以及漂浮物收集槽均通过管道连通来水的水源。

上述的油田注水井智能注水装置，所述过滤网包括相连的第一倾斜段以及第二倾斜段，所述过滤网凸出于所述送水通道，所述第一倾斜段向上方倾斜，所述第二倾斜段向下方倾斜。

上述的油田注水井智能注水装置，所述过滤网还包括连接所述第一倾斜段以及第二倾斜段的竖直段。

上述的油田注水井智能注水装置，所述扁平通道的底部斜向下布置，所述沉淀通道设置于所述扁平通道的底部。

上述的油田注水井智能注水装置，所述送水通道的面积是所述沉淀通道和漂浮通道的三倍以上。

上述的油田注水井智能注水装置，所述过滤网的面积是所述送水通道径向截面积的四倍以上。

上述的油田注水井智能注水装置，所述送水通道的入口处为倒圆台结构，所述过滤网扣设于所述倒圆台结构上直径较大的一端。

上述的油田注水井智能注水装置，所述漂浮通道倾斜向下的连通所述漂浮物收集槽，所述沉淀收集槽内横贯有承载网，所述漂浮物收集槽的底部通过管道连通所述送水通道。

上述的油田注水井智能注水装置，所述漂浮通道末端垂直的落入所述漂浮物收集槽。

上述的油田注水井智能注水装置，所述沉淀通道倾斜向下的连通所述沉淀物收集槽，所述沉淀物收集槽的顶部部通过溢流通道连通来水的水源，所述溢流通道和所述沉淀通道布置于所述沉淀物收集槽的相对两侧。

在上述技术方案中，本发明提供的油田注水井智能注水装置，通过沉淀物收集槽以及漂浮物收集槽在来水处自动的收集漂浮物和沉淀物，如此极大的减少过滤网的拦截量，且使得反冲洗操作成为可能，如此极大的减少过滤网的堵塞量，保证注水装置的正常运行，也减少人工清理操作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例提供的过滤机构的俯视图；

图2为本发明一种实施例提供的过滤机构的剖视图；

图3为本发明另一种实施例提供的过滤机构的剖视图；

图4为本发明再一种实施例提供的过滤机构的剖视图；

图5为本发明再一种实施例提供的过滤机构的剖视图；

图6为本发明一种实施例提供的反冲管道的结构示意图；

图7为本发明另一种实施例提供的反冲管道的结构示意图；

图8为本发明一种实施例提供的沉淀物收集槽的结构示意图。

附图标记说明：

1、来水通道；1.1、扁平通道；2、过滤网；2.1、第一倾斜段；2.2、第二倾斜段；2.3、竖直段；3、送水通道；4、沉淀物收集槽；5、漂浮物收集槽；6、漂浮通道；7、沉淀通道；8、回水管道；9、承载网；10、第二槽体部；11、抽污管道；12、反冲管道；12.1、柔性管；12.2、重力圈；12.3、重力块；12.3、反冲头；12.4、弹性件；13、支撑限位件。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明各实施例提供的油田注水井智能注水装置，其中，“上”、“下”、“顶”、“底”等等方位词均按照日常生活的一般常识理解，如水流由上往下流，由顶部往底部流，这些方位词仅是为了便于理解相对而言，而非对保护范围的绝对限制。

如图1-8所示，本发明实施例提供的一种油田注水井智能注水装置，包括通过注水管网连接的过滤机构、储水机构、水处理机构以及注水机构，所述过滤机构包括来水通道1、过滤网2、送水通道3、沉淀物收集槽4以及漂浮物收集槽5，所述来水通道1的末端为竖直的扁平通道1.1，所述扁平通道1.1的顶端通过漂浮通道6连通所述漂浮物收集槽5，所述扁平通道1.1的底端所述沉淀通道7连通所述沉淀物收集槽4，所述扁平通道1.1的中部连通所述送水通道3，所述过滤网2覆盖于所述送水通道3上；所述沉淀物收集槽4以及漂浮物收集槽5均通过管道连通来水的水源。

具体的，本实施例提供的油田注水井智能注水装置，其主要改进点在于过滤机构，至于其它的结构如储水机构、水处理机构、注水机构、控制系统以及注水管网等等，均可参考现有技术。本实施例提供的过滤系统，用于对具有漂浮物和沉淀物的来水进行第一道过滤，其用于将大多数的漂浮物和沉淀物分别进行收集而防止其堵塞过滤网2，更为具体的，来水管道用于将水源如湖泊、河流、大海的水源输送到过滤机构，来水管道的末端为竖直的扁平通道1.1，扁平通道1.1的尾端为过滤处，扁平通道1.1指的是深度(或者说高度)较宽度更大的通道，如深度是宽度的两倍、三倍乃至更多倍，在扁平通道1.1的末端设置有三个通道，从上到下依次为漂浮通道6、送水通道3以及沉淀通道7，其中，漂浮通道6连通漂浮物收集槽5，沉淀通道7连通沉淀物收集槽4，送水通道3送入注水站，如连接储水机构，或者连接下级的过滤机构，具体根据注水站的具体情况而定，过滤网2覆盖于所述送水通道3的进口上；另外，沉淀物收集槽4以及漂浮物收集槽5上均设置有回水管道8，回水管道8连通来水的水源，此时，回水管道8可以直接连通来水通道1，也可以直接连通水源。

本实施例提供的油田注水井智能注水装置，水源的来水进入到扁平通道1.1上，由于扁平通道1.1较深，其中的沉淀物和漂浮物得到较为有效的分离，大部分的漂浮物均位于顶层，而沉淀物落到下层，如此到来到扁平通道1.1的末端时，漂浮物在顶部随着漂浮通道6进入到漂浮物收集槽5，而沉淀物在底部随着沉淀通道7进入到沉淀物收集槽4，中部沉淀物和漂浮物较少的来水则通过过滤网2过滤后进入送水通道3，随后进入注水站。

本实施例中，漂浮物收集槽5内积聚了大量的漂浮物，可以定期的人工或者机械自动清理，其底部可以通过回水管道8送回来水通道1，如此实现循环。而沉淀物收集槽4内积聚了大量的沉淀物，可以定期的人工或者机械自动清理，其顶部可以通过回水管道8送回来水通道1，如此实现循环。相应的，回水管道8可以设置泵，以实现驱动。而漂浮通道6和沉淀通道7优选通过重力实现自然流动。

本发明实施例提供的油田注水井智能注水装置，大部分的漂浮物和沉淀物通过沉淀物收集槽4以及漂浮物收集槽5在来水处予以自动收集，少量的漂浮物和沉淀物仍旧吸附到网上，如此具有两个好处，其一，过滤网2上的拦截量较少，极大的延长了过滤网2的反冲洗时间，其二，反冲洗操作成为可能，反冲洗后的漂浮物和沉淀物仍旧可以通过漂浮通道6和沉淀通道7予以流走，而不是现有技术中必须较为频繁的去清理第一层的滤网。如此保证注水装置的正常运行，也减少人工清理操作。

本发明提供的另一个实施例中，如图2所示，所述过滤网2包括相连的第一倾斜段2.1以及第二倾斜段2.2，也即过滤网2并不是的竖直的罩在送水通道3的进水口，过滤网2凸出于所述送水通道3，所述第一倾斜段2.1向上方倾斜，所述第二倾斜段2.2向下方倾斜，相应的，第一倾斜段2.1位于上方，而第二倾斜段2.2位于下方，如此设置的作用在于，少量漂浮物和沉淀物仍旧被会被吸附到过滤网2上，此时，对于被吸附的漂浮物和沉淀物，其中大部分漂浮物被吸附在第一倾斜段2.1上，大部分沉淀物被吸附到第二倾斜段2.2上，此时，若吸附力稍微，如水流减速，吸附物过多时，部分漂浮物仍旧可以漂浮起来并由漂流通道流走，沉淀物仍旧可以沉淀并由沉淀通道7流走，实现了部分的自清理。

本发明提供的再一个实施例中，如图3所示，进一步的，所述过滤网2还包括连接所述第一倾斜段2.1以及第二倾斜段2.2的竖直段2.3，竖直段2.3用于中间过渡，使得漂浮物和沉淀物均可进行相应的自清理。

本发明提供的再一个实施例中，所述扁平通道1.1的底部斜向下布置，所述沉淀通道7设置于所述扁平通道1.1的底部，相应的，沉淀通道7也为斜向下布置，斜向下布置可以利用水流的力量自动的带动沉淀物前行，而无需额外设置水泵抽吸。

本发明提供的再一个实施例中，优选的，所述送水通道3的面积是所述沉淀通道7和漂浮通道6的三倍以上，也即漂浮通道6和沉淀通道7设置的较小，仅需保证相应的漂浮物可以飘走即可，相应的沉淀物可以滚动即可，保证大部分的水流被送水通道3抽走，其中，由于送水通道3设置有泵抽吸，而沉淀通道7和漂浮通道6可以依靠自然流动，也自然使得大部分的水流通过送水通道3进入注水站。

本发明提供的再一个实施例中，优选的，所述过滤网2的面积是所述送水通道3径向截面积的四倍以上。如扁平通道1.1的尾端为一个竖直的壁面，壁面的顶部开槽形成漂浮通道6，底部开孔形成沉淀通道7，中部开孔为送水通道3，而过滤网2凸出在该壁面上，其面积远大于过滤网2，如此设置的作用在于，其一，由于过滤网2的面积较大，因此送水通道3的抽吸在过滤网2的抽吸吸附力较弱，使得部分被水流抽吸到过滤网2上的漂浮物和沉淀物仍旧可以实现自清理，其二，大面积的过滤网2可以吸附更多的杂物而不影响送水通道3的进水量，从而增加过滤网2的清理间隔时间。

上述实施例中，可选的，所述送水通道3的入口处为倒圆台结构，所述过滤网2扣设于所述倒圆台结构上直径较大的一端，如此滤网和送水通道3实现对接，水流更为顺畅的进入送水通道3，而且不影响大面积过滤网2的优势。

本发明提供的再一个实施例中，进一步的，所述漂浮通道6倾斜向下的连通所述漂浮物收集槽5，如此使得漂浮通道6内的漂浮物不会逆行重新进入来水通道1，所述沉淀收集槽内横贯有承载网9，承载网9可以设置的网孔较小，可以等于甚至小于过滤网2的网孔，而且，承载网9可以悬空布置，其位于液位以上，如此具有两个作用，其一，几乎所有的漂浮物都被集聚到承载网9上，可以直接予以收集，收集方便，其二，经过承载网9过滤的水流基本符合送水管道的标准，在前述实施例中，漂浮物收集槽5通过回水管道8送回来水处，而当承载网9的网孔等于和小于过滤网2的网孔时，漂浮物收集槽5的可以通过管道直接连通送水通道3，直接使用，而无需再次进入循环。

本实施例中，作为另一个可选的方式，所述漂浮通道6末端垂直的落入所述漂浮物收集槽5，承载网9位于该垂直通道上。

本发明提供的再一个实施例中，进一步的，所述沉淀通道7倾斜向下的连通所述沉淀物收集槽4，如前所述，倾斜布置依靠水流驱动沉淀物，减少水泵的使用，所述沉淀物收集槽4的顶部部通过溢流通道连通来水的水源，所述溢流通道和所述沉淀通道7布置于所述沉淀物收集槽4的相对两侧，如此将沉淀物自然沉淀后的水流送回来水，减少对来水再次处理的负担。

本发明提供的再一个实施例中，当过滤网2的面积为前述实施例中远大于为送水管道面积时，也即前述实施例中的四倍以上时，现有技术中的反冲洗机构就难以发挥作用，其原因在于，一方面，反冲水流在末端突然面积增大速度降低，如速度降低到原先的四分之一，就难以依靠高速反冲实现清洁，另一方面，反冲水流只能对正对方向的水流实现较好的冲洗，而对边缘部分冲洗效果不佳。为解决该问题，进一步的，本发明提供的再一个实施例中，如图5-6所示，还包括反冲管道12，反冲管道12包括柔性管12.1，柔性管12.1上设置有多个重力圈12.2，如两个、三个，其端部设置有一个重力圈12.2，端部的重力圈12.2同时作为限位圈，柔性管12.1连接于送水管道的进水口上，若进水口为倒圆台结构，柔性管12.1也可以位于倒圆台结构的内侧而连接于送水管道上径向尺寸一致部分的端部，同时还包括限位结构，限位结构用于将限位圈限位于送水管道的预设径向位置上以使得柔性管12.1不能折叠，限位结构可以是支撑限位件13，如多个杆件，其支撑于限位圈的内侧(背离过滤网2的一侧)，其使得限位圈始终位于杆件的外侧(朝向滤网的一侧)，也即柔性管12.1不能收缩折叠；对于另一个实施例，也可以送水管道的这个位置为扁平结构，扁平结构即为限位结构，而限位圈的直径大于扁平结构的宽度(其余重力圈12.2的直径小于扁平结构的宽度)，也即限位圈无法缩进扁平结构的内部，也可以使得柔性管12.1无法收缩，柔性管12.1无法收缩的目的在于使得进水得以顺畅，不会因为柔性管12.1折叠导致无法进水，同时柔性管12.1上设置有多个重力圈12.2，柔性管12.1虽然在轴向上无法折叠但是在径向上其可以摆动，如此，当反冲时，巨大的反冲水流在重力圈12.2的作用下，会使得柔性管12.1上下摆动从而冲击到过滤网2上的不同部位，而且水流集中没有分散，而不会出现反冲无力的上述现象。

可选的，重力圈12.2上还可以设置无规律的布置多个重量不一的重力块12.3，如此使得柔性管12.1的摆动无规律，这样柔性管12.1来回甩动的过程中大概率完全覆盖过滤网2。

可选的，如图7所示，柔性管12.1的端部也可以设置反冲头12.3，反冲头12.3为一个硬质结构，其包括中心轴线呈钝角的两段，也即水流在其内部发生一个转折，同时其通过弹性件12.4如弹簧连接于送水通道3上，如此当急速的反冲水流通过时，反冲头12.3给自身一个反向的作用力，其自动的发生摆动，从而实现对过滤网2不同位置的反冲，作为辅助的，可以通过变频电机在反冲时提供不同速度的水流，如此还可以控制反冲头12.3的摆动幅度和方向。弹性件12.4具有两个作用，其一维持柔性管12.1处于伸张状态不至于折叠，其二，当反冲洗时对冲反冲头12.3的反冲力，使得其在正常范围内摆动。本实施例中，最为优选的，送水管道的端部为扁平状的喇叭口结构，也即一个扁平状的锥体，相应的，过滤网2也是一个扁平状的锥体，如此，扩大了过滤网2的结构，有利于反冲管道12的定位和上下摆动，可以实现完全的反冲洗。

本发明提供的再一个实施例中，如图4-5所示，沉淀物收集槽4和漂浮物收集槽5为同一个槽体，沉淀通道7连通该槽体的底部，漂浮通道6连通该槽体的顶部，同时槽体内中上部设置有承载网9，如此可以省却一个槽体。

进一步的，如图8所示，该槽体包括通过分隔板分隔开的第一槽体部和第二槽体部10，且第一槽体部和第二槽体部10的底部连通，分隔板悬置于槽体内部，槽体的底壁从第一槽体部到第二槽体部10的放心倾斜向下，沉淀通道7连通于第一槽体部上远离第二槽体部10的侧壁上，而漂浮通道6连通于第一槽体部的顶部，承载网9倾斜的布置于漂浮通道6的下方，其倾斜方向与槽体底壁的方向相同，且其端部位于分隔板的顶部，承载网9的下方设置有回水管道8，第二槽体部10内连通有抽污管道11，如此设置的作用在于，沉淀通道7的沉淀物会沿着倾斜布置的槽体底壁由第一槽体部缓慢的滑动到第二槽体部10予以堆积，并且最终由抽污管道11予以抽走，而漂浮通道6的漂浮物则在重力作用下滚动到第二槽体部10，更为高效且便于收集，也即自动的在第二槽体部10实现了沉淀物和漂浮物的聚集，且回水通道控制液面，使得其不会淹没承载网9。而且因为沉淀物和漂浮物聚集在第二槽体部10，收集时不会影响第一槽体部的正常运行，可以实现不停机收集。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种油田注水井智能注水装置，包括通过注水管网连接的过滤机构、储水机构、水处理机构以及注水机构，其特征在于，

所述过滤机构包括来水通道、过滤网、送水通道、沉淀物收集槽以及漂浮物收集槽，所述来水通道的末端为竖直的扁平通道，所述扁平通道的顶端通过漂浮通道连通所述漂浮物收集槽，所述扁平通道的底端通过沉淀通道连通所述沉淀物收集槽，所述扁平通道的中部连通所述送水通道，所述过滤网覆盖于所述送水通道上；

所述沉淀物收集槽通过管道连通来水的水源。

2.根据权利要求1所述的油田注水井智能注水装置，其特征在于，所述过滤网包括相连的第一倾斜段以及第二倾斜段，所述过滤网凸出于所述送水通道，所述第一倾斜段向上方倾斜，所述第二倾斜段向下方倾斜。

3.根据权利要求2所述的油田注水井智能注水装置，其特征在于，所述过滤网还包括连接所述第一倾斜段以及第二倾斜段的竖直段。

4.根据权利要求2所述的油田注水井智能注水装置，其特征在于，所述扁平通道的底部斜向下布置，所述沉淀通道设置于所述扁平通道的底部。

5.根据权利要求1所述的油田注水井智能注水装置，其特征在于，所述送水通道的面积是所述沉淀通道和漂浮通道的三倍以上。

6.根据权利要求1所述的油田注水井智能注水装置，其特征在于，所述过滤网的面积是所述送水通道径向截面积的四倍以上。

7.根据权利要求6所述的油田注水井智能注水装置，其特征在于，所述送水通道的入口处为倒圆台结构，所述过滤网扣设于所述倒圆台结构上直径较大的一端。

8.根据权利要求1所述的油田注水井智能注水装置，其特征在于，所述漂浮通道倾斜向下的连通所述漂浮物收集槽，所述沉淀物 收集槽内横贯有承载网，所述漂浮物收集槽的底部通过管道连通所述送水通道。

9.根据权利要求1所述的油田注水井智能注水装置，其特征在于，所述漂浮通道末端垂直的落入所述漂浮物收集槽。

10.根据权利要求1所述的油田注水井智能注水装置，其特征在于，所述沉淀通道倾斜向下的连通所述沉淀物收集槽，所述沉淀物收集槽的顶部通过溢流通道连通来水的水源，所述溢流通道和所述沉淀通道布置于所述沉淀物收集槽的相对两侧。

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