CN203905918U - 节能注水增压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种节能注水增压装置，用于解决油田注水压力不足和能源消耗过多的问题。该装置包括：双作用柱塞增压泵、机械换向阀、循环油箱、离心泵、连接管汇及控制阀组等。机械换向阀壳体与阀芯相应位置开有流道口，阀芯由小功率电机驱动旋转。在机械换向阀工作工程中，阀芯的旋转会周期性改变换向阀内油液流向，从而控制增压泵中活塞和柱塞换向运行。柱塞缸中增压后的液流输送到高压储能罐中，再注入到目标水井。活塞缸排出的油液经换向阀后流入循环油箱，由离心泵加压后再注入机械换向阀中，以循环使用。该装置无需增加大功率动力设备，不用改变原有注水管网，特别适用于压差较小的配水站，节约能源，操作简单，便于管理，增效显著。

Description

节能注水增压装置

技术领域

本实用新型提供了一种节能注水增压装置，用于解决油田注水压力不足和能源消耗过多的问题。

背景技术

我国低渗透油气资源非常丰富，边水与底水驱动并不明显，天然能量补给差，导致了开采难度加大。为了提高开发效果及提高最终的产能率，必须采取注水开发以便保持地层压力，所以大多数油田都把注水开发作为开发油田的主要方式。随着油田的开发，由于水质没有进行很好的过滤和各个注水井的地质情况的不同，有些注水井地层堵塞严重，注水压力较高，注水井之间吸水压力差别日益明显。为保持地层压力，提高油田产量，目前我国各油田采取注水增压的措施有两种：一是将原先地面管线更换成承压能力更高的管线，并更换泵站中的高压注水泵，二是在各个需要增压注水的井口安装一台增压柱塞泵，并架设电网到井口，靠大功率电机驱动柱塞泵工作来进行增压注水。第一种措施投资巨大，注水效率较低，油田一般不会采用此措施。第二种措施由于需要架设电网和安装增压泵，投资巨大，耗电量大，并且增加了工作人员，加大了管理难度。

节能注水增压装置在满足高压注水井的压力要求下，节约能源，降低投资成本，并且无需对注水泵站管线进行改造，可以有效地解决油田注水压力不足和能源消耗过多的问题，特别适用于压差较小的配水站。目前，各大油田注水压力不足的问题很普遍，因此，该技术具有相当可观的市场需求和发展前景。

发明内容

为了解决目前油田普遍存在的注水压力不足和能源消耗过多的问题，本实用新型提供了一种节能注水增压装置，以离心泵作为动力源，通过双作用柱塞增压泵增压后注入到目标水井中，机械换向阀控制活塞与柱塞的运动方向，油液通过循环油箱以循环使用。

一种节能注水增压装置包括：机械换向阀、双作用柱塞增压泵、循环油箱和离心泵，所述机械换向阀由端盖一、阀壳体、Y形密封圈一、六角螺母、阀芯、轴承、Y形密封圈二、轴承端盖、电机、传动轴、排液端口、换向阀进液流道二、换向阀进液流道一、换向阀排液流道二、换向阀排液流道一和进液端口组成，所述阀壳体右端通过螺栓与轴承端盖脱拆连接，轴承端盖将轴承固定压紧在阀壳体内腔中，轴承端盖内的密封槽中装有Y形密封圈二，传动轴一端与电机转动连接，传动轴另一端依次通过轴承端盖、右端轴承、阀芯内孔和左部轴承定位在阀壳体内腔中，阀芯与传动轴连接，阀芯的密封槽中装有Y形密封圈一，传动轴上装有六角螺母，阀壳体底面左右两侧分别开有进液端口和排液端口，端盖通过螺栓与阀壳体左端脱拆连接，所述双作用柱塞增压泵由柱塞缸一、柱塞、端盖二、活塞杆、端盖三、活塞、活塞缸、柱塞缸二组成，柱塞缸一、二都开有进液流道和排液流道，活塞缸上开有进液流道一、排液流道一、进液流道二、和排液流道二，所述柱塞在柱塞缸中轴向移动，活塞在活塞缸中轴向移动，柱塞杆与活塞杆通过卡箍连接，端盖二通过螺栓与柱塞缸端面脱拆连接，端盖三通过螺栓与活塞缸端面脱拆连接，所述离心泵其出口端与机械换向阀进液端口相连，所述循环油箱与机械换向阀排液端口相连，离心泵与循环油箱相接，换向阀排液流道一与活塞缸进液流道一连通，活塞缸排液流道一与换向阀进液流道一连通，换向阀排液流道二与活塞缸进液流道二连通，活塞缸排液流道二与换向阀进液流道二连通。

在上述技术方案技术上，所述阀芯开有左腔和右腔，左、右腔表面上各开有两个月牙形槽口，左腔上的两个月牙形槽口左右平行排列，右腔上的两个月牙形槽口左右平行排列，左腔月牙形槽口与右腔月牙形槽口在圆周方向上呈180°相对排列，阀芯与传动轴通过键连接，由六角螺母紧固，阀芯的密封槽中装有Y形密封圈一，月牙形槽口所对应的圆心角为120°。

在上述技术方案技术上，所述活塞上装有密封圈，柱塞缸进液流道与排液流道处均安有单向阀。

本实用新型的有益效果是：节能注水增压装置在满足高压注水井的压力要求下，节约能源，降低投资成本，并且无需对注水泵站管线进行改造，可以有效地解决油田注水压力不足和能源消耗过多的问题，特别适用于压差较小的配水站，操作简单，便于管理，增效显著。

附图说明

图1是节能注水增压装置整体方案图；

图2是机械换向阀结构示意图；

图3是阀芯断面图。

图4是双作用柱塞增压泵结构示意图。

图中：1.机械换向阀，2.双作用柱塞增压泵，3.端盖一，4.阀壳体，5.Y形密封圈一，6.六角螺母，7.阀芯，8.轴承，9.Y形密封圈二，10.轴承端盖，11.电机，12.传动轴，13.排液端口，14.换向阀进液流道二，15.换向阀进液流道一，16.换向阀排液流道二，17.换向阀排液流道一，18.进液端口，19.柱塞缸一，20.柱塞，21.端盖二，22.活塞杆，23.端盖三，24.活塞，25.活塞缸，26.柱塞缸二，27.柱塞缸进液流道一，28.活塞缸进液流道一，29.活塞缸进液流道二，30.柱塞缸进液流道二，31.柱塞缸排液流道二，32.活塞缸排液流道二，33.活塞缸排液流道一，34.柱塞缸排液流道一，35.循环油箱，36.离心泵。

具体实施方式

下面结合附图来详细描述本实用新型的结构和实施方式。

一种节能注水增压装置包括：机械换向阀1、双作用柱塞增压泵2、循环油箱35和离心泵36。所述机械换向阀1由端盖一3、阀壳体4、Y形密封圈一5、六角螺母6、阀芯7、轴承8、Y形密封圈二9、轴承端盖10、电机11、传动轴12、排液端口13、换向阀进液流道二14、换向阀进液流道一15、换向阀排液流道二16、换向阀排液流道一17和进液端口18组成，所述阀壳体4右端通过螺栓与轴承端盖10脱拆连接，轴承端盖10将轴承8固定压紧在阀壳体4内腔中，阀芯7的密封槽中装有Y形密封圈一5，传动轴12一端与电机11转动连接，传动轴12另一端依次通过轴承端盖10、右端轴承8、阀芯7内孔和左部轴承定位在阀壳体4内腔中，阀芯7与传动轴12连接，在传动轴12上装有六角螺母6，阀壳体4底面左右两侧分别开有进液端口18和排液端口13，端盖一3通过螺栓与阀壳体4左端脱拆连接，所述双作用柱塞增压泵2由柱塞缸一19、柱塞20、端盖二21、活塞杆22、端盖三23、活塞24、活塞缸25、柱塞缸二26组成，柱塞缸一、二都开有进液流道和排液流道，活塞缸上开有进液流道一28、排液流道一33、进液流道二29、和排液流道二32，所述柱塞20在柱塞缸中轴向移动，活塞24在活塞缸25中轴向移动，柱塞杆20与活塞杆22通过卡箍连接，端盖二21通过螺栓与柱塞缸端面脱拆连接，端盖三23通过螺栓与活塞缸25端面脱拆连接，所述离心泵36其出口端与机械换向阀1进液端口18相连，所述循环油箱35与机械换向阀1排液端口13相连，离心泵36与循环油箱35相接，换向阀排液流道一17与活塞缸进液流道一28连通，活塞缸排液流道一33与换向阀进液流道一15连通，换向阀排液流道二16与活塞缸进液流道二29连通，活塞缸排液流道二32与换向阀进液流道二14连通。

工作过程中，机械换向阀、双作用柱塞增压泵和循环油箱之间通过管线连接，双作用柱塞增压泵左右两端的柱塞缸进液流道与注水泵站的主干线相连（见图1）。具体实施方法如下：换向阀排液流道一17与活塞缸进液流道一28连通，活塞缸排液流道一33与换向阀进液流道一15连通，换向阀排液流道二16与活塞缸进液流道二29连通，活塞缸排液流道二32与换向阀进液流道二14连通，机械换向阀排液端口13与循环油箱35相连，离心泵36出口端与机械换向阀进液端口18相连；柱塞缸排液流道口与高压储能罐相连，柱塞缸进液流道口与泵站主干线相连。机械换向阀1中的阀芯7与传动轴12通过键连接，由六角螺母6紧固；阀壳体4与端盖一3通过螺栓连接，阀壳体内孔上开有轴承座孔，轴承8安装在轴承座孔中，对传动轴起支撑和限位作用；轴承端盖内的密封槽中装有Y形密封圈二9，阀芯上的密封槽内装有Y形密封圈一5，其作用是防止液体流窜。双作用柱塞增压泵2中的柱塞缸与端盖二21通过螺栓连接；活塞缸25与端盖三23通过螺栓连接；活塞24上装有密封圈，推动柱塞20一起做直线运动。

该装置增压部分的运动形式包括左、右两个行程。右行程的液流方向为：油液经循环油箱中的离心泵36增压后由机械换向阀进液端口18进入机械换向阀1中，经流道17、28进入活塞缸25的左腔，活塞缸右腔的油液经流道32、14流入机械换向阀1中，从排液端口13排入到循环油箱35中，在压差作用下，活塞24右行，推动柱塞20右行，来自泵站主干线的液流直接经流道27进入左部柱塞缸一19中，右部柱塞缸二26内的增压液流经柱塞缸排液流道31进入高压储能罐，再注入到目标水井中，循环油箱中的油液经离心泵36加压后以循环使用。左行程的液流方向为：油液经循环油箱中的离心泵36增压后由机械换向阀进液端口18进入机械换向阀1中，经流道16、29进入活塞缸25的右腔，活塞缸左腔的油液经流道33、15流入机械换向阀1中，从排液端口13排入到循环油箱35中，在压差作用下，活塞24左行，推动柱塞20左行，来自泵站主干线的液流直接经流道30进入右部柱塞缸二26中，左部柱塞缸一19内的增压液流经柱塞缸排液流道34进入高压储能罐，再注入到目标水井中,循环油箱中的油液经离心泵36加压后以循环使用。

Claims (3)

1.一种节能注水增压装置，其特征是，包括：机械换向阀、双作用柱塞增压泵、循环油箱和离心泵，所述机械换向阀由端盖一、阀壳体、Y形密封圈一、六角螺母、阀芯、轴承、Y形密封圈二、轴承端盖、电机、传动轴、排液端口、换向阀进液流道二、换向阀进液流道一、换向阀排液流道二、换向阀排液流道一和进液端口组成，所述阀壳体右端通过螺栓与轴承端盖脱拆连接，轴承端盖将轴承固定压紧在阀壳体内腔中，轴承端盖内的密封槽中装有Y形密封圈二，传动轴一端与电机转动连接，传动轴另一端依次通过轴承端盖、右端轴承、阀芯内孔和左部轴承定位在阀壳体内腔中，阀芯与传动轴连接，阀芯的密封槽中装有Y形密封圈一，传动轴上装有六角螺母，阀壳体底面左右两侧分别开有进液端口和排液端口，端盖通过螺栓与阀壳体左端脱拆连接，所述双作用柱塞增压泵由柱塞缸一、柱塞、端盖二、活塞杆、端盖三、活塞、活塞缸、柱塞缸二组成，柱塞缸一、二都开有进液流道和排液流道，活塞缸上开有进液流道一、排液流道一、进液流道二、和排液流道二，所述柱塞在柱塞缸中轴向移动，活塞在活塞缸中轴向移动，柱塞杆与活塞杆通过卡箍连接，端盖二通过螺栓与柱塞缸端面脱拆连接，端盖三通过螺栓与活塞缸端面脱拆连接，所述离心泵其出口端与机械换向阀进液端口相连，所述循环油箱与机械换向阀排液端口相连，离心泵与循环油箱相接，换向阀排液流道一与活塞缸进液流道一连通，活塞缸排液流道一与换向阀进液流道一连通，换向阀排液流道二与活塞缸进液流道二连通，活塞缸排液流道二与换向阀进液流道二连通。

2.根据权利要求1所述一种节能注水增压装置，其特征是：阀芯开有左腔和右腔，左、右腔表面上各开有两个月牙形槽口，左腔上的两个月牙形槽口左右平行排列，右腔上的两个月牙形槽口左右平行排列，左腔月牙形槽口与右腔月牙形槽口在圆周方向上呈180°相对排列，阀芯与传动轴通过键连接，由六角螺母紧固，阀芯的密封槽中装有Y形密封圈一，月牙形槽口所对应的圆心角为120°。

3.根据权利要求1所述一种节能注水增压装置，其特征是：活塞上装有密封圈，柱塞缸进液流道与排液流道处均安有单向阀。