专利名称：数控增压计量配注泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于油田注水系统的水泵，属于石油开采供水设备技术领域。
我国的许多油田需要在开采石油的同时，往地层内部回灌自来水，以保持地层内部压力的恒定或基本不变。目前国内各个油田的注水系统都是采取节流配注，这种配注方法需将注水管网中的水压调定至管网中某口油井需回注的水压最高值，而其他也需要回注的油井因其水压低于管网的压力，就采用阀门节流的方法使其回注水压满足要求。这种配注方法的最大缺点是能耗太高，又白白浪费许多。现在国内主要油田的综合含水量越来越高，原油的生产成本也越来越贵，继续保持不断增长的能耗开销将会使各油田企业面临亏损的被动局面。另外，由于节流阀门多是手工调节，调节的频率不能太快，调节的劳动强度也大。解决上述问题的最佳方案之一是对注水系统实现高技术改造，将节流配注改造成为数控增压配注，即在一级注水泵站把注水管网中的水压提升到基础压力(即能满足大部分低压注水井的压力)后，由数控装置对需要高压回注的水井根据各个注水井的配注方案分别进行增压计量配注。
本发明的目的是提供一种用于油田注水系统作二级增压的数控增压计量配注泵。
本发明的结构组成如附
图1所示它包括有普通电潜泵的叶轮1、导叶和传动轴2，其特征在于叶轮的传动轴长度为0.6～1.3米之间，其驱动电机3是一个由可变频电源4驱动的数控稀土永磁电机3，在泵的进、出口处装有压力传感器6、5，压力传感器6、5的测量适配模块8、7和可变频电源4的控制适配模块9都插在标准工业控制接口介面10里的插槽中，标准工业控制接口介面10通过标准串行通讯接口与可与其他测控设备共用的中央控制计算机11相连。
本发明是在普通电潜泵的叶轮、导叶和传动轴的基础上，适当减少其叶轮级数(通常只有几级至十几级)和传动轴的长度，改普通交流电机驱动为数控稀土永磁电机驱动，再在泵的进、出口处加装压力传感器而构成的闭环反馈控制的增压计量注水装置。本发明的控制精度是数字量级的，通过可变频电源可改变输出电流的频率，从而改变数控电机的转速，即调整本发明的工况。而进出口处的压力传感器可采集到进出口水压之差值，经过水力试验之后，还可以测得本发明的转速、进出口水压值与流量之间存在着一定的函数关系流量Q＝f(△P·n)。式中△P为本发明进出口水压差，n是设备转速。在泵的叶轮、导叶和级数确定以后，只要精确采集到泵的进出口水压的差压和泵的转速，数控装置就能依据上述函数关系精确计算出该泵在动态状况下的流量。所以，本发明既是一台增压水泵，同时又是一个具有计量功能的高压水表，同一设备兼具双重功能，是一个能很好完成油田增压计量配注的机电一体化的新型供水装备。
本发明用可变频电源驱动稀土永磁电机，只要对可变频电源的输出频率加以调节控制，就可改变稀土电机的转速，再把进出口的水压差值的测量数据进行处理后与控制设定的数据(流量、压力等)作比较，并根据比较结果对可变频电源的输出频率进行调整，从而实现闭环控制配注水压和流量，达到最佳工况。这种可变频电源已经形成现成产品系列，可以直接选用。本发明中与压力传感器相连的测量适配模块和可变频电源相连的控制适配模块都插在标准工业控制接口介面里，由中央控制计算机通过不同编码地址分时选通相应的适配模块，读取测量数据，用软件方法比较计算所得的测量数据后，再发出相应控制指令，选通控制适配模块完成变频调节。整个装置采用机电一体化的过程控制方式，实现优化工况操作，该装置还可以方便地纳入整个油田的生产管理协调系统中。
本发明的另一特色是它又是一个可逆泵，对于某些注水压力低于管网基础压力的注水井，使用本发明对其注水时，可以把泵的进出口倒置使用，这样水泵的叶轮、导叶就成为水轮机状态工作，把稀土永磁电机转化为同步发电机状态运行了。其产生的电能或者通过一定的馈送装置直接输入油田的耗电负载上，用于油田生产现场，或者通过一定的并网装置，汇入整个电网。
本发明为国内油田实现增压配注提供了关键的配套设备，如能在各个油田推广应用，其节约效果极为显著，据估算，如在山东的孤东油田和辽宁的欢喜岭油田实现增压配注的高技术改造，可使注水能耗降低约50%。
权利要求
1.一种数控增压计量配注泵，它包括有普通电潜泵的叶轮1、导叶和传动轴2，其特征在于叶轮的传动轴长度为0.6～1.3米之间，其驱动电机3是一个由可变频电源4驱动的数控稀土永磁电机3，在泵的进、出口处装有压力传感器6、5，压力传感器6、5的测量适配模块8、7和可变频电源4的控制适配模块9都插在标准工业控制接口介面10里的插槽中，标准工业控制接口介面10通过标准串行通讯接口与可与其他测控设备共用的中央控制计算机11相连。
全文摘要
一种数控增压计量配注泵，是用于油田注水系统作二次增压配注供水的。它的水力机械部分与普通电潜泵相近似，但由可变频电源控制的数控稀土永磁电机驱动，其进出口处均装有压力传感器，通过标准工业控制介面与中央控制计算机相连，组成的机电一体化新型装备。它兼具增压水泵和高压水表两重功能，节能效果非常显著，是对目前油田节流配注供水进行技术改造的关键设备。
文档编号F04D15/00GK1077004SQ92102050
公开日1993年10月6日 申请日期1992年3月27日 优先权日1992年3月27日
发明者石行 申请人:北京市西城区新开通用试验厂