CN114876759B - 一种石油开采用二次增压泵及增压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油注水开采技术领域，公开了一种石油开采用智能二次增压泵及增压方法，通过启动增压总泵，经过增压总泵的增压作用将水通过第一四通管和第一支管分别排进两个第二支管内，两个第二支管分别将水排进多个增压分泵内，最后通过多个注水管排出，从而实现注水增压，提高开采效率，通过控制器关闭其他多个石油开采通路上的第二单向阀，同时打开第二四通管，使得其他多个注水管内的水分别排入相对应的第三支管内，多个第三支管内的水通过第二四通管并最终由其中一个第二连通管注入需要增压的注水管内，从而实现众多增压分泵同时对同一通路进行注水增压，实现单通路高压注水开采石油。
Description
技术领域
本发明涉及石油注水开采技术领域，具体为一种石油开采用二次增压泵及增压方法。
背景技术
注水开采是指油田开发过程中，通过专门的注水井将水注入油藏，保持或恢复油层压力，使油藏有很强的驱动力，以提高油藏的开采速度和采收率。注水系统及主要工艺流程为注水泵站→注水管网→配水间→注入井。“单管多井配水流程”是国内油田普遍采用的方式，即：注水泵站内安装一台或多台大排量高压水泵(拖动电机的容量通常为几百千瓦至几兆瓦)，集中提供高压水源，泵站打出的高压水通过注水管网分配到多个注水间，再经注水间分配到各个注水井，最终注入地下油藏。在注水系统建设伊始，注水压力是满足各个注水井要求的，但是随着注水年限增长，注水井下会因为很多原因产生阻塞现象，导致个别井出现欠注现象，即注水管网的压力不够高，不再足以注入到井下。欠注现象势必影响石油的开采。随着连年开采，欠注现象会更大范围凸显出来。
现有技术中，利用液压的方法驱动水压增压装置可以有效解决以上问题，但是该类装置系统的设计上仍然存在不够简单、系统效率低、能耗大等不足，虽然存在该类节能型装置，但是结构复杂且拆装困难，不易维护，例如公开号为CN111520305B的专利文献中所示装置，同时，石油开采过程中，遇到单一回路受阻压力大时，需要使用多个增压机构对此通路进行增压输水，以此提高开采效率，因此，我们提出了一种石油开采用二次增压泵来满足石油开采的增压需求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种石油开采用二次增压泵，具备开采效率高、提高注水增压效果等优点，解决了开采效率低的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石油开采用二次增压泵，包括泵站，所述泵站内设有增压总泵和主增压管路，所述增压总泵的周围设有多个增压分泵，多个所述增压分泵之间设有分增压管路，多个所述增压分泵上均连接有与石油开采通路相连通的注水管，所述主增压管路和分增压管路均与多个所述注水管相连通，通过所述主增压管路和分增压管路均对相应的石油开采通路进行注水增压，所述泵站一侧设有液压增压机构，通过所述液压增压机构对石油开采通路进行液压间歇式增压。
优选地，所述主增压管路包含第一支管和两个第二支管，所述第一支管的一侧连接有第一四通管，所述第一四通管的一侧分别连接有第一止回阀、第一泄压阀和第一压力表，所述第一止回阀的另一端与增压总泵相连通，通过设置所述第一压力表和第一泄压阀，实时检测所述第一支管内压力，所述增压总泵上设有总进水口和总出水孔。
优选地，两个所述第二支管上均设有第一三通管，通过设置两个所述第一三通管，实现所述第一支管与两个第二支管相互连通，多个所述增压分泵上均开设有分进水口。
优选地，多个所述第二支管的分别连接有第一连通管和第一连接管，多个所述第一连通管的一端分别与相对应的注水管相连通，多个所述第一连通管上均设有第一单向阀。
优选地，所述分增压管路包含多个第三支管，多个所述第三支管上连接有同一个第二四通管，通过设置所述第二四通管，实现多个所述第三支管相互连通，同一位置上的所述第二连通管与所述第三支管上设有同一个第二连接管。
优选地，多个所述注水管上分别连接有第二止回阀和第二连通管，多个所述第二连通管的一端分别与相对应的多个所述第三支管相连通，多个所述注水管上均设有第二单向阀。
优选地，所述第二四通管上连接有第二压力表和多个电磁阀，通过设置所述第二压力表，实时监测多个所述第三支管的内部压强，所述第三支管上设有第二泄压管，所述第二泄压管上设有相适配的第二泄压阀，用以泄压所述第三支管。
优选地，所述液压增压机构包含液压缸和不规则增压缸，所述液压缸连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆延伸至不规则增压缸内并连接有液压活塞，所述不规则增压缸内设有增压活塞，通过设置所述不规则增压缸，使得所述液压伸缩杆带动液压活塞发生较短距离时仍能够间接促使增压活塞发生较长位移，实现较大注水量增压效果，所述液压缸的外侧连接有安装座。
优选地，所述不规则增压缸内分别开设有液压油腔和水腔，所述液压活塞和增压活塞分别位于液压油腔和水腔内，所述增压活塞的一端连接有助推杆，所述助推杆的一端连接有移动活塞。
优选地，所述不规则增压缸的一端连接有多个增压输水管，多个所述增压输水管的另一端分别与多个相对应的注水管相连通，通过设置多个增压输水管，使得不规则增压缸内的水排进多个注水管内，实现进一步液压推动间歇式增压。
优选地，所述不规则增压缸上设有进水管和出水口，所述进水管和出水口上分别设有第三单向阀和第四单向阀，确保液压增压机构能够正常运行，不会出现回水逆流现象。
优选地，以上所述多个管路与泵体上设有多个止回阀或单向阀，所述增压总泵上设有与多个单向阀电性连接的控制器，通过所述控制器控制多个单向阀闭合与否，以实现不同种增压模式。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种石油开采用二次增压泵，具备以下有益效果：
1、该石油开采用二次增压泵，通过控制器关闭其他多个石油开采通路上的第二单向阀，同时打开第二四通管，使得其他多个注水管内的水分别排入相对应的第三支管内，多个第三支管内的水通过第二四通管并最终由其中一个第二连通管注入需要增压的注水管内，从而实现众多增压分泵同时对同一通路进行注水增压，实现单通路高压注水开采石油。
2、该石油开采用二次增压泵，通过启动液压缸，使得液压伸缩杆进行伸缩移动，进而使得液压活塞将液压油向前推动，液压油向前推动助推杆，再通过增压活塞将水推进多个增压输水管内，最后经过多个注水管排出，从而使用液压机构进一步提高注水增压效果。
3、该石油开采用二次增压泵，通过不规则增压缸的特殊结构设置，使得液压伸缩杆带动液压活塞发生较短距离时仍能够间接促使增压活塞发生较长位移，继而将更多体积的水注入对应的多个石油开采通路内，实现液压机构的较大注水量增压效果。
4、该石油开采用二次增压泵，通过液压缸控制增压活塞将不规则增压缸内的水注入至对应的注水管内，因此时多个第二单向阀已关闭，则多个增压输水管内的水通过第三支管和第二四通管汇入至相应的注水管内进行单一通路液压增压，同时，增压总泵的出水端也会将有压力传输至对应的这一注水管内，从而实现超高压注水增压，以实现最大功率化注水开采目的。
5、该石油开采用二次增压泵，通过设置第一连接管和第二连接管，对多段管道进行连通，若出现管路堵塞情况时，便于拆装管道进行维护，通过设置第一压力表和第二压力表，便于对多管路实时检测压力，若发生故障导致管道压力过大时，通过开启对应的第一泄压阀或第二泄压阀对管道进行泄压，避免出现管道破裂等情况，提高了整个机构的安全性。
附图说明
图1为本发明第一视角立体结构示意图；
图2为本发明第二视角立体结构示意图；
图3为本发明第三视角立体结构示意图；
图4为本发明图3中部分立体结构示意图；
图5为本发明图4中部分立体结构示意图；
图6为本发明第三支管和增压分泵立体结构示意图；
图7为本发明不规则增压缸剖开立体结构示意图。
图中：1、增压总泵；2、总进水口；3、总出水孔；4、第一止回阀；5、第一四通管；6、第一泄压阀；7、第一支管；8、第一压力表；9、第二支管；10、第一三通管；11、增压分泵；12、分进水口；13、注水管；14、第一连通管；15、第一连接管；16、第一单向阀；17、控制器；18、第二止回阀；19、第二连通管；20、第三支管；21、第二连接管；22、第二四通管；23、电磁阀；24、第二压力表；25、第二泄压管；26、第二泄压阀；27、第二单向阀；28、安装座；29、液压缸；30、液压伸缩杆；31、液压活塞；32、不规则增压缸；33、液压油腔；34、水腔；35、移动活塞；36、助推杆；37、增压活塞；38、进水管；39、第三单向阀；40、出水口；41、增压输水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种石油开采用二次增压泵
本申请的一种典型的实施方式中，如图1-7所示，一种石油开采用二次增压泵，包括泵站，泵站内设有增压总泵1和主增压管路，增压总泵1的周围设有多个增压分泵11，多个增压分泵11之间设有分增压管路，多个增压分泵11上均连接有与石油开采通路相连通的注水管13，主增压管路和分增压管路均与多个注水管13相连通，通过主增压管路和分增压管路均对相应的石油开采通路进行注水增压，泵站一侧设有液压增压机构，通过液压增压机构对石油开采通路进行液压间歇式增压。
进一步的，在上述方案中，主增压管路包含第一支管7和两个第二支管9，第一支管7的一侧连接有第一四通管5，第一四通管5的一侧分别连接有第一止回阀4、第一泄压阀6和第一压力表8，第一止回阀4的另一端与增压总泵1相连通，通过设置第一压力表8和第一泄压阀6，实时检测第一支管7内压力，增压总泵1上设有总进水口2和总出水孔3，通过设置总出水孔3，使得增压总泵1内的水能够排到第一四通管5内。
进一步的，在上述方案中，两个第二支管9上均设有第一三通管10，通过设置两个第一三通管10，实现第一支管7与两个第二支管9相互连通，多个增压分泵11上均开设有分进水口12，通过设置第一三通管10，便于第一支管7与第二支管9相连接。
进一步的，在上述方案中，多个第二支管9的分别连接有第一连通管14和第一连接管15，多个第一连通管14的一端分别与相对应的注水管13相连通，多个第一连通管14上均设有第一单向阀16，通过设置第一单向阀16，防止水重新排回增压总泵1内，造成增压总泵1的损坏。
进一步的，在上述方案中，分增压管路包含多个第三支管20，多个第三支管20上连接有同一个第二四通管22，通过设置第二四通管22，实现多个第三支管20相互连通，同一位置上的第二连通管19与第三支管20上设有同一个第二连接管21，通过设置第二连接管21，便于第三支管20与第二连通管19的拆卸。
进一步的，在上述方案中，多个注水管13上分别连接有第二止回阀18和第二连通管19，多个第二连通管19的一端分别与相对应的多个第三支管20相连通，多个注水管13上均设有第二单向阀27，通过设置第二单向阀27，避免水排回到增压分泵11内。
进一步的，在上述方案中，第二四通管22上连接有第二压力表24和多个电磁阀23，通过设置第二压力表24，实时监测多个第三支管20的内部压强，第三支管20上设有第二泄压管25，第二泄压管25上设有相适配的第二泄压阀26，用以泄压第三支管20。
进一步的，在上述方案中，液压增压机构包含液压缸29和不规则增压缸32，液压缸29连接有液压伸缩杆30，液压伸缩杆30延伸至不规则增压缸32内并连接有液压活塞31，不规则增压缸32内设有增压活塞37，通过设置不规则增压缸32，使得液压伸缩杆30带动液压活塞31发生较短距离时仍能够间接促使增压活塞37发生较长位移，实现较大注水量增压效果，液压缸29的外侧连接有安装座28。
进一步的，在上述方案中，不规则增压缸32内分别开设有液压油腔33和水腔34，液压活塞31和增压活塞37分别位于液压油腔33和水腔34内，增压活塞37的一端连接有助推杆36，助推杆36的一端连接有移动活塞35，通过设置助推杆36和增压活塞37，便于将水腔34内的水向前推动。
进一步的，在上述方案中，不规则增压缸32的一端连接有多个增压输水管41，多个增压输水管41的另一端分别与多个相对应的注水管13相连通，通过设置多个增压输水管41，使得不规则增压缸32内的水排进多个注水管13内，实现进一步液压推动间歇式增压，通过设置增压输水管41，便于不规则增压缸32内的水排进多个增压分泵11内。
进一步的，在上述方案中，不规则增压缸32上设有进水管38和出水口40，进水管38和出水口40上分别设有第三单向阀39和第四单向阀，确保液压增压机构能够正常运行，不会出现回水逆流现象，通过设置进水管38，便于不规则增压缸32实施注水增压。
进一步的，在上述方案中，以上多个管路与泵体上设有多个止回阀或单向阀，增压总泵1上设有与多个单向阀电性连接的控制器17，通过控制器17控制多个单向阀闭合与否，以实现不同种增压模式。
在使用时，启动增压总泵1，经过增压总泵1的增压作用将水通过第一四通管5和第一支管7分别排进两个第二支管9内，两个第二支管9分别将水排进多个增压分泵11内，最后通过多个注水管13排出，从而实现注水增压，提高开采效率。
当某个石油开采通路阻力较大时，需要使用更高压力对通路进行注水增压，通过控制器17关闭该通路以外的其他多个石油开采通路上的第二单向阀27，同时打开第二四通管22，使得其他多个注水管13内的水分别排入相对应的第三支管20内，多个第三支管20内的水通过第二四通管22并最终由其中一个第二连通管19注入需要增压的注水管13内，从而实现众多增压分泵11同时对同一通路进行注水增压，实现单通路高压注水开采石油。
需要采用液压增压注水时，启动液压缸29，使得液压伸缩杆30进行伸缩移动，进而使得液压活塞31将液压油向前推动，液压油向前推动助推杆36，再通过增压活塞37将水推进多个增压输水管41内，最后经过多个注水管13排出，从而使用液压机构进一步提高注水增压效果。
通过不规则增压缸32的特殊结构设置，使得液压伸缩杆30带动液压活塞31发生较短距离时仍能够间接促使增压活塞37发生较长位移，继而将更多体积的水注入对应的多个石油开采通路内，实现液压机构的较大注水量增压效果。
若出现以上某个石油开采通路阻力较大，需要使用更高压力对通路进行注水增压这一情况时，同样，液压缸29控制增压活塞37将不规则增压缸32内的水注入至对应的注水管13内，因此时多个第二单向阀27已关闭，则多个增压输水管41内的水通过第三支管20和第二四通管22汇入至相应的注水管13内进行单一通路液压增压，同时，增压总泵1的出水端也会将有压力传输至对应的这一注水管13内，从而实现超高压注水增压，以实现最大功率化注水开采目的。
通过设置第一连接管15和第二连接管21，对多段管道进行连通，若出现管路堵塞情况时，便于拆装管道进行维护，通过设置第一压力表8和第二压力表24，便于对多管路实时检测压力，若发生故障导致管道压力过大时，通过开启对应的第一泄压阀6或第二泄压阀26对管道进行泄压，避免出现管道破裂等情况，提高了整个机构的安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种石油开采用二次增压泵，包括泵站，其特征在于：所述泵站内设有增压总泵(1)和主增压管路，所述增压总泵(1)的周围设有多个增压分泵(11)，多个所述增压分泵(11)之间设有分增压管路，多个所述增压分泵(11)上均连接有与石油开采通路相连通的注水管(13)，所述主增压管路和分增压管路均与多个所述注水管(13)相连通，通过所述主增压管路和分增压管路均对相应的石油开采通路进行注水增压，所述泵站一侧设有液压增压机构，通过所述液压增压机构对石油开采通路进行液压间歇式增压；
所述主增压管路包含第一支管(7)和两个第二支管(9)，所述第一支管(7)的一侧连接有第一四通管(5)，所述第一四通管(5)的一侧分别连接有第一止回阀(4)、第一泄压阀(6)和第一压力表(8)，所述第一止回阀(4)的另一端与增压总泵(1)相连通，通过设置所述第一压力表(8)和第一泄压阀(6)，实时检测所述第一支管(7)内压力；
两个所述第二支管(9)上均设有第一三通管(10)，通过设置两个所述第一三通管(10)，实现所述第一支管(7)与两个第二支管(9)相互连通，多个增压分泵(11)上均开设有分进水口(12)，多个第二支管(9)的分别连接有第一连通管(14)和第一连接管(15)，多个第一连通管(14)的一端分别与相对应的注水管(13)相连通；
所述分增压管路包含多个第三支管(20)，多个所述第三支管(20)上连接有同一个第二四通管(22)，通过设置所述第二四通管(22)，实现多个所述第三支管(20)相互连通，同一位置上的第二连通管(19)与第三支管(20)上设有同一个第二连接管(21)，多个注水管(13)上分别连接有第二止回阀(18)和第二连通管(19)。
2.根据权利要求1所述的一种石油开采用二次增压泵，其特征在于：所述第二四通管(22)上连接有第二压力表(24)和多个电磁阀(23)，通过设置所述第二压力表(24)，实时监测多个所述第三支管(20)的内部压强，所述第三支管(20)上设有第二泄压管(25)，所述第二泄压管(25)上设有相适配的第二泄压阀(26)，用以泄压所述第三支管(20)。
3.根据权利要求2所述的一种石油开采用二次增压泵，其特征在于：所述液压增压机构包含液压缸(29)和不规则增压缸(32)，所述液压缸(29)连接有液压伸缩杆(30)，所述液压伸缩杆(30)延伸至不规则增压缸(32)内并连接有液压活塞(31)，所述不规则增压缸(32)内设有增压活塞(37)，通过设置所述不规则增压缸(32)，使得所述液压伸缩杆(30)带动液压活塞(31)发生较短距离时仍能够间接促使增压活塞(37)发生较长位移，实现较大注水量增压效果。
4.根据权利要求3所述的一种石油开采用二次增压泵，其特征在于：所述不规则增压缸(32)的一端连接有多个增压输水管(41)，多个所述增压输水管(41)的另一端分别与多个相对应的注水管(13)相连通，通过设置多个增压输水管(41)，使得不规则增压缸(32)内的水排进多个注水管(13)内，实现进一步液压推动间歇式增压，通过设置增压输水管(41)，便于不规则增压缸(32)内的水排进多个增压分泵(11)内。
5.根据权利要求4所述的一种石油开采用二次增压泵，其特征在于：所述不规则增压缸(32)上设有进水管(38)和出水口(40)，所述进水管(38)和出水口(40)上分别设有第三单向阀(39)和第四单向阀，确保液压增压机构能够正常运行，不会出现回水逆流现象。
6.根据权利要求5所述的一种石油开采用二次增压泵，其特征在于：以上多个管路与泵体上设有多个止回阀或单向阀，所述增压总泵(1)上设有与多个单向阀电性连接的控制器(17)，通过所述控制器(17)控制多个单向阀闭合与否，以实现不同种增压模式。
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