一种增压注水装置的制作方法

1.本实用新型属于增压注水泵领域，涉及油田注水井增压注水，尤其涉及油田注水井再增压节能注水的增压注水装置。


背景技术：

2.注水是油田增产普遍采用的措施之一，各大油田常用泵站集中供给高压水，通过管网将高压水输送到各注水井，再通过配水管汇或者井口的节流阀与水表来调节每口井的注水量达到配注要求。由于油层情况复杂，不同的注水井所需压力差异很大，节流能耗较大。也有部分油田在泵站来水压力下注水量不满足需求的注水井口使用单井增注泵，但效果较差。
3.所以传统油田注水的缺点是：
4.1、油田注水泵站压力一旦设定，高压井欠注，甚至注不进水。
5.2、如果满足最高注水压力，则低压井需要节流，能耗巨大。
6.3、注水时间越长，注水需求压力越高，如果泵站不具备升压条件，则越来越多的井会欠注。
7.4、如果改造泵站提升注水压力，则投资高、节流能耗高。
8.5、现有单井增压注水泵，不能有效利用原有管网压力，能耗较大。
9.6、现有单井增压注水泵寿命较短，维护周期短，注水生产成本较高。
10.7、现有单井增压注水泵不能实现自动控制与远程控制。


技术实现要素：

11.为了解决背景技术中所存在的问题，本实用新型提出了一种集中供水，局部增压，即一种单井、数井(在配水间使用)增压的注水装置，将增压注水装置放在需要增压注水的高压井口，或放在有数口井需要增压注水的配水间，将管网来的泵站一次增压水接入增压装置，再将增压管线接入需要增注的高压井，在不损失原有压力能量的情况下二次增压，实现局部单井或几口井增压注水。
12.本实用新型的技术解决方案是：本实用新型为一种增压注水装置，其特殊之处在于：所述增压注水装置包括装置框架以及设置在装置框架上的动力系统、换向系统、柱塞泵系统、装置管线系统、高压组合阀系统以及装置外管线系统，动力系统与换向系统连接，换向系统与柱塞泵系统连接，柱塞泵系统通过装置管线系统依次接高压组合阀系统和装置外管线系统。
13.进一步的，动力系统包括电机，电机上输出轴上装有电机带轮，电机带轮通过皮带连接到减速箱带轮，减速箱带轮安装在减速箱的输入轴上，减速箱的输出轴连接换向系统。
14.进一步的，换向系统包括曲柄、换向支架和换向框架，换向支架设置在换向框架内，曲柄一端安装在减速机的输出轴上，另一端装有滑块，滑块四周装有滑块滑动轮，换向支架上下两侧中间设置有滚轮槽，滑块滑动轮可以在换向支架的滚轮槽中滚动，换向支架
两侧各装有两个换向架滑动轮，换向框架左右内侧设置有滚轮槽，换向架滑动轮可以在换向框架的滚轮槽中滚动，换向框架的上下两侧安装柱塞泵系统，换向支架和柱塞泵系统之间装有柱塞泵减震装置。
15.进一步的，柱塞泵系统包括多个柱塞泵，柱塞泵包括泵座、柱塞、泵筒和智能泄漏检测装置，泵筒设置在泵座上，柱塞设置在泵筒内，可以在泵筒内部上下自由做活塞运动，柱塞下部环绕镶嵌有一级密封，柱塞泵中上部环绕设置有泵头，泵头下部环绕固定在泵筒上部外侧，泵头中部与柱塞之间设置有二级密封，泵头上部与柱塞泵之间设置有辅助密封，泵座上设置有与泵筒连通的进出水口，换向支架通过柱塞泵减震装置与柱塞上部连接，智能泄漏检测装置包括泄漏液体腔、泄漏检测管和泄漏检测器，泵头泄漏液体腔设置在二级密封与辅助密封之间的泵头内部，泄漏液体腔通过泄漏检测管接泄漏检测器，每个柱塞泵的进出水口通过装置管线系统与高压组合阀系统连通。
16.进一步的，高压组合阀系统包括进水单向阀和出水单向阀，装置管线系统包括柱塞泵连接管、组合阀进管、组合阀出管、进水开关阀和出水开关阀，每个柱塞泵的进出水口都与一个进水单向阀和一个出水单向阀连通，柱塞泵的进出水口通过柱塞泵连接管分别与进水单向阀和出水单向阀连通，进水单向阀通过组合阀进管接进水开关阀，出水单向阀通过组合阀出管接出水开关阀，进水开关阀和出水开关阀接入装置外管线系统。
17.进一步的，柱塞泵为双数，每个进水单向阀均通过组合阀进管与同一个进水开关阀连接，每相邻两个出水单向阀通过组合阀出管共同接一个出水开关阀，进水开关阀的组合阀进管上以及出水开关阀的组合阀出管上均设置有压力检测装置。
18.进一步的，进水单向阀与出水单向阀均采用球形单向阀，球形单向阀包括单向阀壳体、密封座和单向阀上盖，单向阀壳体下部设置有密封座，上方设置有单向阀上盖，密封座上放有活动的凡尔球，密封座下方有进水口，凡尔球上方与单向阀上盖之间的单向阀壳体上设置有出水口，凡尔球上方设置有限制凡尔球随意活动的防撞环，防撞环安装在单向阀上盖下方。
19.进一步的，增压注水装置还包括过滤系统，装置管线系统包括过滤器进管，进水开关阀通过滤器进管接过滤系统一端，过滤系统另一端接组合阀进管。
20.进一步的，装置管线系统还包括并联管路和联通阀，相邻两路组合阀出管之间通过并联管路联通，并联管路上设置联通阀。
21.进一步的，装置外管线系统包括接入注水井的多路注水井管路，进水开关阀和出水开关阀分别接入多路注水井管路，每路注水井管路上均设置有两个外部开关阀，一个外部开关阀设置在进水开关阀和出水开关阀之间，另一个设置在出水开关阀与注水井之间，两个外部开关阀之间的注水井管路上设置有外部压力检测装置。
22.本实用新型提供的一种增压注水装置，和以往的注水泵不同之处在于：本实用新型可以利用原有管网压力，实现二次增压，原有压力不损失，是通过机构对称放置了一组或多组柱塞泵，使压力能够进行直接传递，几乎没有损失。本实用新型前端连接油田高压注水管网，可以满足欠注高压井需求，这样原有泵站就不需要提高整体注水压力，只在个别井使用增压注水泵，实现整体能耗降低。本实用新型具有长寿命，在设计中精选耐磨材质作为密封件，并在各个结构方面减少摩擦强度，实现整体寿命变长。本实用新型选用的电机以及控制柜等部件都为高防护等级产品，表面都喷有耐腐蚀的油漆，故具有高防护、耐腐蚀功能，
适用于油田现场恶劣工况。本实用新型坚固耐用，设计有吊装点可以随时吊运，移运到需要的井旁，并可实现快速连接水管和电缆。本实用新型管路系统中设有三通，使用阀门快速切换，当增压注水装置泵出现故障，可随时切换回原注水管网。本实用新型设有外壳，外壳表面先喷砂后喷防腐漆，无损伤可实现10年不生锈，既可以保护设备，又美观大方。本实用新型系统有先进的控制理念，内含自动控制器，有本地控制和远程控制的功能，并快速反应，可以实现人员不去现场，就能监控设备状态及操作。本实用新型系统采用原理简单、使用可靠的曲柄连杆滑块方案，制造方便，有效的降低了成本。本实用新型应用范围广泛，可用作一口井、多口井以及配水间使用，可以通过2个柱塞泵配套4个单向阀，给1口或多口井注水；可以通过4个述柱塞泵配套4个单向阀，给1口或多口井注水；可以通过4个柱塞泵配套8个单向阀，给1口或多口井注水；可以通过6个柱塞泵配套12个单向阀，给1口或多口井注水，以此类推，可以通过2的倍数的柱塞泵，配套柱塞泵数量1或2倍数量的单向阀，给1口或多口井注水。因此本实用新型的具有以下优点：
23.1、本实用新型集模块化、智能化、撬装化为一体，功能齐全，是一台具有独立使用功能的智能增压注水撬装装置。它便于搬运与安装，安全可靠，运行稳定、经济，节能性好，免维护周期长。
24.2、本实用新型能够利用原有管网压力，对于1口或数口需要增压注水的注水井能够分别实现精准的二次增压、定量注水，原有压力能量不损失。
25.3、本实用新型前端连接油田高压管网，实现二次增压后，可以满足欠注高压井需求，无需改造泵站，直接在欠注井使用本增压注水装置即可满足高压欠注井的使用。在快速实现增注增产的同时，可以实现整个注水系统的能耗降低。
26.4、本实用新型具有长寿命，维护周期长、维护时间短的特点
27.5、本实用新型具有高防护、耐腐蚀功能，适用于油田现场恶劣工况。
28.6、本实用新型便于搬运与安装，运行稳定性好，并可实现快速连接水管和电缆。
29.7、本实用新型具有快速切换旁路功能，当泵出现故障，可随时切换回原注水管网。
30.8、本实用新型设有外壳，既可以保护设备，又美观大方。
31.9、本实用新型具有本地控制显示和远程控制显示的功能，可以实现无人值守，就能监控设备状态及操作。
32.10、本实用新型结构简单，制造方便，有效的降低了成本。
33.11、本实用新型应用范围广泛，可用作为一口井、多口井(配水间)使用。
附图说明
34.图1为本实用新型的结构示意图；
35.图2为图1的左侧视图；
36.图3为图1的后面视图；
37.图4为本实用新型柱塞泵的结构示意图；
38.图5为本实用新型管线连接原理示意图；
39.图6为本实用新型单向阀的结构示意图；
40.图7为本实用新型加上外壳的结构示意图。
41.附图标记说明如下：
42.1、装置框架；
43.2、动力系统；2.1、电机；2.2、电机带轮；2.3、皮带；2.4、减速箱带轮； 2.5、减速箱；
44.3、换向系统；3.1、曲柄；3.2、滑块；3.3、滑块滑动轮；3.4、换向支架； 3.5、换向架滑动轮；3.6、换向框架；3.7、柱塞泵减震装置；
45.4、柱塞泵系统；4.1、泵座；4.2、泵筒；4.3、柱塞；4.4、泵头；4.5、一级密封；4.6、二级密封；4.7、辅助密封；4.8、泄漏液体腔；4.9、泄漏检测管；4.10、泄漏检测器；4.11、进出水口；
46.5、高压组合阀系统；5.1、单向阀壳体；5.2、密封座；5.3、凡尔球；5.4、防撞环；5.5、进水口；5.6、出水口；5.7、单向阀上盖，5.8、进水单向阀； 5.9、出水单向阀；
47.6、装置管线系统；6.1、进水开关阀；6.2、出水开关阀；6.3、出水开关阀；6.4、过滤器进水管；6.5、组合阀进水管；6.6、柱塞泵连接管；6.7、组合阀出水管；6.8、压力检测装置；6.9、联通阀；6.10、并联管路；
48.7、过滤系统；
49.8、控制系统；
50.9、外壳；
51.10、装置外管线系统；10.1、外部开关阀；10.2、外部压力检测装置；10.3、注水井管路。
具体实施方式
52.下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的总体方案作进一步的详细说明：
53.下面我们结合图1-3，对本实用新型的整体方案以及本实用新型动力系统和换向系统作具体说明：
54.参见图1—3，本实用新型具体实施例的结构包括装置框架1和设置在装置框架1上的动力系统2、换向系统3、柱塞泵系统4、高压组合阀系统5、装置管线系统6、过滤系统7以及装置外管线系统10。装置框架1为型钢焊接而成，由底座和主框架组成，具有吊装移运、防腐蚀、接地功能，其中底座由型钢组焊成框架，上下面焊有钢板，底座上有吊装功能和接地功能，主框架焊接在底座上；动力系统2是注水装置的动力来源，牢固的固定在主框架上，动力系统 2包含电机2.1，电机2.1防护等级不低于ip55，电机2.1上接有调速装置，可以分档调整电机2.1转速，电机输出轴上装有电机带轮2.2，通过皮带2.3 连接到减速箱带轮2.4，减速箱带轮2.4安装在减速箱2.5的输入轴上，减速箱2.5的输出轴连接换向系统3，换向系统3是将动力系统2的圆周运动转化为直线运动的机构，换向系统3包括曲柄3.1、换向支架3.4和换向框架3.6，换向支架3.4设置在换向框架3.6内，曲柄3.1一端安装在减速机2.5的输出轴上，另一端装有滑块3.2，滑块3.2上四周装有四个滑块滑动轮3.3，换向支架3.4为四方形，其上下两侧内侧中间设置有滚轮槽，滑块滑动轮3.3可以在换向支架3.4的滚轮槽中滚动，换向支架3.4两侧各装有两个换向架滑动轮 3.5，合计4个。换向框架3.6为四方形，其左右内侧设置有滚轮槽，换向架滑动轮3.5可以在换向框架3.6的滚轮槽中滚动。换向系统3通过曲柄滑块换向机构，使换向支架3.4在换向框架3.6上做往复直线运动。换向框架3.6的上下两侧安装柱塞泵系统4，换向支架3.4和柱塞泵系统4之间装有柱塞泵减震装置3.7，
55.下面我们结合图4，对本实用新型的柱塞泵作具体说明：
56.参见图4，本实用新型的柱塞泵具体实施例的结构包括泵座4.1，是整个泵的基座，泵筒4.2通过螺纹牢固的固定在泵座4.1上，柱塞4.3设置在泵筒4.2 内，柱塞4.3与泵筒4.2间隙配合，可以在泵筒4.2内部上下自由做活塞运动，柱塞4.3下部环绕镶嵌有一级密封4.5，是一道高压密封圈，由多道高压密封圈或密封环组成，对泵筒4.2内液体进行密封。泵头4.4中部与柱塞之间设置有二级密封4.6，也是一道高压密封圈，由多道高压密封橡胶圈或密封环组成，对泵筒4.2内液体进行第二次密封，在泵头4.4内部上方装有辅助密封4.7，是一道常压密封，由辅助密封填料组成，用于阻挡泄漏的液体。泵座4.1上设置有与泵筒4.2连通的进出水口4.11，通过进出水口4.11可将水泵进或泵出。在泵头4.4中二级密封4.6与辅助密封4.7之间有泄漏液体腔4.8，将泄漏液体收集后，通过泄漏检测管4.9将泄漏液体引入泄漏检测器4.10，泄漏检测器 4.10将泵漏失量信号传输出去，根据漏失量判断是否需要维修泵。换向支架3.4 通过柱塞泵减震装置3.7与柱塞4.3上部连接，可带动柱塞4.3在泵筒4.2内部上下自由做活塞运动，柱塞泵的进出水口4.11通过装置管线系统6与高压组合阀系统5连通。
57.下面我们结合图5,对本实用新型的管线连接方案作具体说明：
58.参见图5，在本实用新型的具体实施例中，柱塞泵系统5包含4个柱塞泵 (实际应用中可以是对称放置的偶数，例如2、4、8个等)，柱塞泵系统4通过装置管线系统6，连接到高压组合阀系统5，图示高压组合阀系统5包含8个单向阀，每个柱塞泵的进出水口4.1通过两根管线分别连接两个单向阀：进水单向阀和出水单向阀，高压组合阀系统5通过装置管线系统6连接到过滤系统7，过滤系统7通过装置管线系统6连接到装置外管线系统10，高压组合阀系统5 也通过装置管线系统6连接到装置外管线系统10。装置外管线系统10实现从原有注水管路上引出一个旁路，通过上述增压注水装置将水增压后、再将增压后的水接入需要高压水的管路。其中，装置管线系统6和装置外管线系统10 是由多条连接管线、接头、各类阀以及压力检测装置组成的系统，整体额定工作压力31.5mpa，这里介绍本套管路的原理，柱塞泵、阀、水回路的数量都是例举，实际应用中根据实际情况数量有所不同。
59.在本实施例中，高压组合阀系统5包括进水单向阀5.8和出水单向阀5.9，装置管线系统6包括柱塞泵连接管6.6、组合阀进管6.5、组合阀出管6.7、进水开关阀6.1和出水开关阀，每个柱塞泵的进出水口4.11都与一个进水单向阀 5.8和一个出水单向阀5.9连通，柱塞泵的进出水口4.1通过柱塞泵连接管6.6 分别与进水单向阀5.8和出水单向阀5.9连通，进水单向阀5.8通过组合阀进管6.5接进水开关阀6.1，出水单向阀5.9通过组合阀出管6.7接出水开关阀，进水开关阀6.1和出水开关阀接入装置外管线系统10。柱塞泵为双数，每个进水单向阀5.8均通过组合阀进管6.5与同一个进水开关阀6.1连接，每相邻两个出水单向阀5.9通过组合阀出管6.7共同接一个出水开关阀，进水开关阀6.1 的组合阀进管6.5上以及出水开关阀的组合阀出管6.7上均设置有压力检测装置6.8。在本实施例中，出水开关阀为两个：出水开关阀6.2和出水开关阀6.3, 两个出水开关阀6.2和出水开关阀6.3的组合阀出管之间通过并联管路6.10 联通，并联管路6.10上设置联通阀6.9，方便多路供水之间连通、灵活配置各路水到不同的井或管汇处。装置管线系统6还包括过滤器进管6.4，进水开关阀6.1通过滤器进管6.4接过滤系统7一端，过滤系统7另一端接组合阀进管 6.5，过滤系统7内有过滤网，可以过滤掉进水管网中的颗粒和杂质，有效的保护后端的柱塞泵系统4以及高压组合阀系统5。
60.装置外管线系统10是泵站水到达各个注水井的管路系统，包括接入注水井的多路注水井管路10.3，进水开关阀6.1和出水开关阀分别接入多路注水井管路10.3，每路注水井管路10.3上均设置有两个外部开关阀10.1，一个外部开关阀设置在进水开关阀6.1和出水开关阀之间，另一个设置在出水开关阀与注水井之间，两个外部开关阀10.1之间的注水井管路10.3上设置有外部压力检测装置10.2。在本实施例中，包括四路注水井管路10.3，在第一路注水井管路 10.3上设置有俩个外部开关阀：a1和a2，在第一路注水井管路10.3上设置有俩个外部开关阀a1和a2，外部开关阀a1设置在进水开关阀6.1与出水开关阀 6.2之间的管路上，外部开关阀a2设置在出水开关阀6.2与注水井之间的管路上，在第二路注水井管路10.3上设置有俩个外部开关阀b1和b2，外部开关阀 b1设置在进水开关阀6.1与出水开关阀6.3之间的管路上，外部开关阀b2设置在出水开关阀6.3与注水井之间的管路上，在需要增压时，将两个外部开关阀a1和外部开关阀b1之前的管线引入装置管线系统6的进水开关阀6.1，经过增压装置增压后经过出水开关阀6.2以及出水开关阀6.3将增压后的水引至装置外管线10中需要增压的两个管路上，第三路注水井管路10.3上设置有俩个外部开关阀c1和c2，第四路注水井管路10.3上设置有俩个外部开关阀d1 和d2，这两路可以接在不需要增压的注水井上，直接通过这两个管路注水即可。
61.压力检测装置6.8和外部压力检测装置10.2均为压力检测表，压力检测表为指针表、模拟数显表或其他形式的表，同时可以配套压力变送器，输出电信号以便控制。
62.下面我们结合图6，对本实用新型的单向阀作具体说明：
63.参见图6，进水单向阀6.11和出水单向阀6.12均采用球形单向阀，球形单向阀包括单向阀壳体5.1，每个单向阀底部有密封座5.2，密封座5.2上放有活动的凡尔球5.3，凡尔球5.3具有防腐和防撞能力，密封座5.2下方有单向阀进水口5.5，凡尔球5.3上方有限制凡尔球5.3随意活动的防撞环5.4，防撞环5.4为柔性材质制作，防撞环5.4即有防止凡尔球5.3撞坏的作用，又有对凡尔球5.3限位的作用，防撞环5.4安装在单向阀上盖5.7下方，单向阀上盖 5.7通过密封螺纹紧固在单向阀壳体5.1上，在防撞环5.4部位的一侧或两侧，单向阀壳体5.1上可以设有单向阀出水口5.6。当水由单向阀进水口5.5流入，将凡尔球5.3顶起，凡尔球5.3和防撞环5.4接触，水随之从单向阀出水口5.6 流出，即实现单向阀打开进水；当水从单向阀出水口5.6流入，将凡尔球5.3 压入密封座5.2，凡尔球5.3压入密封座5.2的接触面将水封住，即实现单向阀关闭。需要检修单向阀时：可以将单向阀上盖5.7拧下，随即可以检修防撞环5.4、凡尔球5.3以及密封座5.2。
64.参见图7，本实用新型还可以设置有外壳9和控制系统8，外壳9包裹在装置框架1外，保护设备。控制系统8是控制整个水泵的电气系统，具有本地控制显示、远程控制显示功能，控制系统8安装在外壳9上，临近电机2.1的地方，通过电缆连接电机2.1以及其他需要控制的部件。控制系统8包括控制柜和各种传感器。控制柜固定在装置框架1上，传感器安装在本实用新型的各个系统中，通过电缆和控制柜相连。通过控制系统8可以实现本实用新型的自动控制。
65.本实用新型工作时，例如在图5所示第一条管路上，关闭开关阀a-1，打开开关阀a-2，即可实现增压注水。泵站来水由进水开关阀6.1引入后，通过过滤器进管6.4进入到过滤系统7，过滤系统7将水过滤后通过组合阀进水管 6.5经进水单向阀5.8将水引入组合阀系统5，组合阀系统5再通过柱塞泵连接水管6.6连接至柱塞泵系统4的柱塞泵的进出水口
4.11，驱动动力系统2的电机2.1，带动换向系统3的曲柄3.1转动，使换向支架3.4在换向框架3.6上做往复直线运动，从而带动柱塞4.3在泵筒4.2内部上下自由做活塞运动，给水进行增压，增压后的水再通过进出水口4.11和出水单向阀5.9引致出水开关阀a6.2，最后通过注水井管路10.3输出到需要增压的注水井。同理在图5所示第二条管路上，关闭开关阀b1，打开开关阀b-2，增压后的水引致出水开关阀6.3，即可实现二条管路的增压注水。
66.本实用新型有多种组合变化用途：可以通过2个柱塞泵配套4个单向阀，给1口或多口井注水；可以通过4个柱塞泵配套4个单向阀，给1口或多口井注水；可以通过4个柱塞泵配套8个单向阀，给1口或多口井注水；可以通过 6个柱塞泵配套12个单向阀，给1口或多口井注水，以此类推，可以通过2的倍数的柱塞泵，配套柱塞泵数量1或2倍数量的单向阀，给1口或多口井注水。
67.本实用新型内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
68.以上，仅为本实用新型公开的具体实施方式，但本实用新型公开的保护范围并不局限于此，本实用新型公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。