專利名稱：調(diào)量注入泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)量注入泵，具體講是涉及到一種每聯(lián)都可實(shí)現(xiàn)流量自動(dòng)化調(diào)節(jié)的注入泵，其屬于油田用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著油田進(jìn)入高含水后期開采，以注三元和注聚合物驅(qū)油為代表的三次采油技術(shù)成為提高原油采收率、繼續(xù)延長油田穩(wěn)產(chǎn)期的重要技術(shù)手段。隨之而產(chǎn)生了三元注入泵和聚合物注入泵，根據(jù)每臺(tái)泵注入的井?dāng)?shù)先后又分為單泵單井、一泵多井以及一泵三井工藝。目前一泵三井的注入工藝系統(tǒng)中主要使用的是比例調(diào)節(jié)泵，但是比例調(diào)節(jié)泵存在著以下問 題
1、采用隨動(dòng)柱塞結(jié)構(gòu)的比例調(diào)節(jié)泵，隨動(dòng)柱塞結(jié)構(gòu)中的彈簧壽命低；擋環(huán)的震動(dòng)和噪音大；密封裝置泄漏現(xiàn)象嚴(yán)重；
2、采用直線開關(guān)控制型的比例調(diào)節(jié)泵，其密封件使用壽命較低；
3、泵維修不方便。從而研發(fā)一種可靠性高、易損件使用壽命長并且方便維護(hù)及維修的調(diào)量注入泵勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是要提供一種在原有注入泵的基礎(chǔ)上，在注入泵的液力端的每個(gè)缸上都增加一個(gè)流量調(diào)節(jié)裝置，其中包括流量調(diào)節(jié)裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)注入泵每聯(lián)都可以實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的目的，并且能夠克服原有的比例調(diào)節(jié)泵的缺陷，并能夠安全、方便、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的調(diào)量注入泵。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種調(diào)量注入泵，其中包括泵底座、動(dòng)力端、傳動(dòng)端和液力端；動(dòng)力端、傳動(dòng)端和液力端安裝于泵底座上，傳動(dòng)端與液力端相連接；所述液力端包括3個(gè)液壓缸，液力端的每個(gè)液壓缸都包括液缸體、柱塞、填料、吸入閥和排出閥；液缸體內(nèi)設(shè)有吸入閥和排出閥，柱塞在填料箱內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞與填料箱體之間設(shè)有填料，填料兩端設(shè)有導(dǎo)向套；其特征在于泵流量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在泵的吸入閥下端，它是由頂桿、導(dǎo)向塊、偏心軸、電機(jī)座、伺服電機(jī)及其控制系統(tǒng)組成；所述頂桿位于吸入閥的下端，頂桿下端設(shè)有導(dǎo)向塊，頂桿由偏心軸支撐，偏心軸與伺服電機(jī)相連接，伺服電機(jī)固定在電機(jī)座上；在泵轉(zhuǎn)入排出行程時(shí)，由于調(diào)量注入泵的吸入閥由下端的頂桿頂起，吸入閥處于打開狀態(tài)，介質(zhì)通過吸入閥回流到吸入腔，泵處于無效排出行程；當(dāng)柱塞前行到指定位置時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)180°，頂桿落下，吸入閥關(guān)閉，泵轉(zhuǎn)入有效排出行程，液體在壓力的作用下被排出到泵排出管路中，實(shí)現(xiàn)泵流量調(diào)節(jié)。所述無效行程是通過控制介質(zhì)在低壓狀態(tài)下回流到吸入腔實(shí)現(xiàn)的，即為低壓回流結(jié)構(gòu)。所述動(dòng)力端包括泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)和調(diào)速機(jī)構(gòu)。所述控制系統(tǒng)是由安裝在泵傳動(dòng)端的編碼器和電控箱組成，控制系統(tǒng)具有兩個(gè)功倉泛
a)通過編碼器，測出泵的前始點(diǎn)位置；
b)以編碼器傳過來的信號(hào)為基準(zhǔn)，通過對(duì)設(shè)定值的運(yùn)算，確定編碼器的動(dòng)作觸發(fā)點(diǎn)為止，發(fā)出觸發(fā)信號(hào)控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)180°，精確控 制頂桿升起(或落下)的時(shí)機(jī)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)泵流量的目的。本發(fā)明的工作原理為
在泵的柱塞直徑，行程長度，往復(fù)次數(shù)都不變的情況下，通過改變泵有效行程長度來調(diào)節(jié)泵的流量，將泵的行程長度劃分成兩部分組成一部分為泵的有效行程長度，泵在有效行程中介質(zhì)是通過排出閥注入到排出管路中；另一部分為泵的無效行程長度，無效行程是通過控制介質(zhì)在低壓狀態(tài)下回流到吸入腔，泵此時(shí)處于排出行程過程中，介質(zhì)通過吸入閥回到泵的吸入腔中；其計(jì)算公式為π
Q= - XD ... XSXnX60 4 ·
其中Q :泵的流量(m3/h)，D :泵柱塞直徑(m)，S :泵行程長度 (m)，η :泵往復(fù)次數(shù)(轉(zhuǎn)/分)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其采用低壓回流結(jié)構(gòu)，泵的無效行程是通過控制介質(zhì)在低壓狀態(tài)下回流到吸入腔實(shí)現(xiàn)；泵處于有效行程中時(shí)；通過伺服電機(jī)和偏心軸、頂桿等控制關(guān)閉吸入閥；其精確的控制泵的流量，不僅可以實(shí)現(xiàn)單一介質(zhì)的注入，還可以應(yīng)用于兩種介質(zhì)甚至是三種介質(zhì)的比例注入(將現(xiàn)有單一的泵的入口分開兩個(gè)或三個(gè))，比如在不太方便建聯(lián)合站注入的地方，不用通高壓水，直接通過該泵實(shí)現(xiàn)低壓水及聚合物的高壓注入并混
口 O


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本液壓端的剖面 圖中1、泵底座，2、動(dòng)力端，3、傳動(dòng)端，4、液力端，5、液缸體，6、柱塞，7、填料，8、吸入閥，9、排出閥，10填料箱，11、導(dǎo)向套，12、頂桿，13、導(dǎo)向塊，14、偏心軸，15、電機(jī)座，16伺服電機(jī)。
具體實(shí)施例方式一種調(diào)量注入泵，其中包括泵底座1、動(dòng)力端2、傳動(dòng)端3和液力端4 ;動(dòng)力端2、傳動(dòng)端3和液力端4安裝于泵底座I上，傳動(dòng)端2與液力端4相連接；所述液力端4包括3個(gè)液壓缸，液力端4的每個(gè)液壓缸都包括液缸體5、柱塞6、填料7、吸入閥8和排出閥9 ;液缸體內(nèi)設(shè)有吸入閥8和排出閥9，柱塞6在填料箱10內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞6與填料箱10體之間設(shè)有填料7，填料7兩端設(shè)有導(dǎo)向套11 ;其特征在于其還包括泵流量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述泵流量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在泵的吸入閥8下端，它是由頂桿12、導(dǎo)向塊13、偏心軸14、電機(jī)座15、伺服電機(jī)16及其控制系統(tǒng)組成；所述頂桿12位于吸入閥8的下端，頂桿12下端設(shè)有導(dǎo)向塊13,頂桿12由偏心軸14支撐,偏心軸14與伺服電機(jī)16相連接,伺服電機(jī)16固定在電機(jī)座15上；在泵轉(zhuǎn)入排出行程時(shí)，調(diào)量注入泵的吸入閥8由下端的頂桿12頂起，吸入閥8處于打開狀態(tài)，介質(zhì)通過吸入閥8回流到吸入腔，泵處于無效排出行程；當(dāng)柱塞6前行到指定位置時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，伺服電機(jī)16驅(qū)動(dòng)偏心軸12旋轉(zhuǎn)180°，頂桿落下，吸入閥8關(guān)閉，泵轉(zhuǎn)入有效排出行程，液體在壓力的作用下被排出到泵排出管路中，實(shí)現(xiàn)泵流量調(diào)節(jié)。所述泵的無效行程是通過控制介質(zhì)在低壓狀態(tài)下回流到吸入腔實(shí)現(xiàn)。所述動(dòng)力端2包括泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)和調(diào)速機(jī)構(gòu)。所述控制系統(tǒng)是由安裝在泵傳動(dòng)端3的編碼器和電控箱組成，控制系統(tǒng)具有兩個(gè) 功能
a)通過編碼器，測出泵的前始點(diǎn)位置；
b)以編碼器傳過來的信號(hào)為基準(zhǔn)，通過對(duì)設(shè)定值的運(yùn)算，確定編碼器的動(dòng)作觸發(fā)點(diǎn)為止，發(fā)出觸發(fā)信號(hào)控制伺服電機(jī)16旋轉(zhuǎn)180°，精確控制頂桿12升起(或落下)的時(shí)機(jī)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)泵流量的目的。本發(fā)明的工作原理為
在泵的柱塞6直徑，行程長度，往復(fù)次數(shù)都不變的情況下，通過改變泵有效行程長度來調(diào)節(jié)泵的流量，將泵的行程長度劃分成兩部分組成一部分為泵的有效行程長度，泵在有效行程中介質(zhì)是通過排出閥注入到排出管路中；另一部分為泵的無效行程長度，無效行程是通過控制介質(zhì)在低壓狀態(tài)下回流到吸入腔，泵此時(shí)處于排出行程過程中，介質(zhì)通過吸入閥回到泵的吸入腔中；其計(jì)算公式為π
Q= - XD , XSXnX60 4
其中Q :泵的流量(m3/h)，D :泵柱塞直徑(m)，S :泵行程長度(m)，η :泵往復(fù)次數(shù)(轉(zhuǎn)/分)。
權(quán)利要求
1.調(diào)量注入泵，其中包括泵底座、動(dòng)力端、傳動(dòng)端和液力端；動(dòng)力端、傳動(dòng)端和液力端安裝于泵底座上，傳動(dòng)端與液力端相連接；所述液力端包括3個(gè)液壓缸，液力端的每個(gè)液壓缸都包括液缸體、柱塞、填料、吸入閥和排出閥；液缸體內(nèi)設(shè)有吸入閥和排出閥，柱塞在填料箱內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞與填料箱體之間設(shè)有填料，填料兩端設(shè)有導(dǎo)向套；其特征在于泵流量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在泵的吸入閥下端，它是由頂桿、導(dǎo)向塊、偏心軸、電機(jī)座、伺服電機(jī)及其控制系統(tǒng)組成；所述頂桿位于吸入閥的下端，頂桿下端設(shè)有導(dǎo)向塊，頂桿由偏心軸支撐，偏心軸與伺服電機(jī)相連接，伺服電機(jī)固定在電機(jī)座上；在泵轉(zhuǎn)入排出行程時(shí)，由于調(diào)量注入泵的吸入閥由下端的頂桿頂起，吸入閥處于打開狀態(tài)，介質(zhì)通過吸入閥回流到吸入腔， 泵處于無效排出行程；當(dāng)柱塞前行到指定位置時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)180°，頂桿落下，吸入閥關(guān)閉，泵轉(zhuǎn)入有效排出行程，液體在壓力的作用下被排出到泵排出管路中，實(shí)現(xiàn)泵流量調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)量注入泵，其特征在于所述無效行程是通過控制介質(zhì)在低壓狀態(tài)下回流到吸入腔實(shí)現(xiàn)的，即為低壓回流結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)量注入泵，其特征在于所述動(dòng)力端包括泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)和調(diào)速機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)量注入泵，其特征在于所述控制系統(tǒng)是由安裝在泵傳動(dòng)端的編碼器和電控箱組成，控制系統(tǒng)具有兩個(gè)功能a)通過編碼器，測出泵的前始點(diǎn)位置；b)以編碼器傳過來的信號(hào)為基準(zhǔn)，通過對(duì)設(shè)定值的運(yùn)算，確定編碼器的動(dòng)作觸發(fā)點(diǎn)為止，發(fā)出觸發(fā)信號(hào)控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)180°，精確控制頂桿升起(或落下)的時(shí)機(jī)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)泵流量的目的。
5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)量注入泵，其特征在于其工作原理為在泵的柱塞直徑，行程長度，往復(fù)次數(shù)都不變的情況下，通過改變泵有效行程長度來調(diào)節(jié)泵的流量，將泵的行程長度劃分成兩部分組成一部分為泵的有效行程長度，泵在有效行程中介質(zhì)是通過排出閥注入到排出管路中；另一部分為泵的無效行程長度，無效行程是通過控制介質(zhì)在低壓狀態(tài)下回流到吸入腔，泵此時(shí)處于排出行程過程中，介質(zhì)通過吸入閥回到泵的吸入腔中；其計(jì)算公式為πQ= - XD , XSXnX60 4 ^其中Q :泵的流量(m3/h)，D :泵柱塞直徑(m)，S :泵行程長度(m)，η :泵往復(fù)次數(shù)(轉(zhuǎn)/分)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)量注入泵，具體講是涉及到一種每聯(lián)都可實(shí)現(xiàn)流量自動(dòng)化調(diào)節(jié)的注入泵，其屬于油田用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，其采用低壓回流結(jié)構(gòu)，泵的無效行程是通過控制介質(zhì)在低壓狀態(tài)下回流到吸入腔實(shí)現(xiàn)；泵處于有效行程中時(shí)；通過伺服電機(jī)和偏心軸、頂桿等控制關(guān)閉吸入閥；其精確的控制泵的流量，不僅可以實(shí)現(xiàn)單一介質(zhì)的注入，還可以應(yīng)用于兩種介質(zhì)甚至是三種介質(zhì)的比例注入(將現(xiàn)有單一的泵的入口分開兩個(gè)或三個(gè))，比如在不太方便建聯(lián)合站注入的地方，不用通高壓水，直接通過該泵實(shí)現(xiàn)低壓水及聚合物的高壓注入并混合。
文檔編號(hào)F04B19/00GK103016293SQ201210514799
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者王湫鋰 申請(qǐng)人:王湫鋰