专利名称：密闭无罐油田注水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田注水装置，特别涉及一种基于输送泵和注水泵串联的密 闭无罐油田注水装置。
背景技术：
油田注水是我国油田开发的一种十分重要的开采方式，油田注水的目的是保证油 层压力和补充底层能量，提高油藏采油速度和采收率，促使油井生产出更多的原油。油田注 水装置是注水系统的重要组成部分，注水系统的效率由电动机效率、注水泵效率和注水管 网效率三部分组成，随着注水开发的不断调整，油田区块配注水量也随之发生变化，因此提 高管网效率也是提高系统效率、降低注水能耗的重要环节。另外，油田注水由于水质所引起的损害包括两个基本因素注水地层自身的岩性 与它所含流体特性；注入水的水质。前者是客观存在的，是引起地层损害的潜在因素，而后 者是诱发地层损害发生的外部因素，是可以通过主观努力来控制的。因此，控制注入水水 质，采用合理注水强度是减少注水损害的技术关键。图1为现有技术油田注水装置的结构示意图，如图1所示，传统的油田注水装置包 括注水泵11、注水泵电机12、增压泵13、增压泵电机14、水罐15。水罐15的出口与注水泵 11的入口之间的管道上设置有增压泵13，增压泵入水管道和出水管道之间设置有旁通阀 17，用于当增压泵13不工作时，注入水从水罐15经过旁通17进入注水泵11。注水泵11的 出口与水罐15之间设置有回流通道16，当泵启动或停机时，从注水泵11出口流出的水量经 过回流管道16回收到水罐15内。油田注水装置的注水管网比较复杂，从注入水进水罐15后再被注入增压泵13、注 水泵11以及管线，这样压力损失比较大，不利于节省能源；而且，当注入水在水罐15储存时 间过长，空气中的氧气溶解于注入水，容易造成注入水细菌超标，恶化水质。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种基于输送泵和注水泵串联的密闭无罐油田注水 装置，以简化注水工艺流程，降低注水单耗，防止水污染。本实用新型的密闭无罐油田注水装置，包括输送泵机组、变频器、电控柜和注水泵 机组。所述输送泵机组包括输送泵电机和输送泵，所述输送泵通过联接件与所述输送泵 电机相连。所述注水泵机组包括注水泵电机和注水泵，所述注水泵电机通过联接件与所述注 水泵相连。所述输送泵通过管道与所述注水泵串联连接。所述电控柜内部设置有控制器。所述变频器根据所述控制器输出的控制信号控制所述输送泵电机的转速。[0013]本实用新型的密闭无罐油田注水装置，注水泵与输送泵串联连接，输送泵将水源 井和/或污水站输出的注入水直接输送到注水泵，为注水泵提供一定的吸入压力和水流 量。控制器将接收的或者经信号处理得到的控制信号输出到变频器，通过对变频器频率大 小的调节，从而实现对输送泵机组电机速度的控制以及输送管道上水流大小、压力的控制， 最终实现输送泵出水流量、水压与注水泵的出水流量、水压的动态平衡，使系统达到平稳注 水。本实用新型的密闭无罐油田注水装置，注水泵与输送泵通过管道串联连接，输送 泵将水源井和/或污水站输出的注入水直接输送到注水泵，简化了注水的工艺流程，从而 避免了注水时注入水在其他管线及设备中的压力损失，降低了注水单耗；整个注水过程是 在密闭的环境下进行的，可以避免空气中的氧溶解于注入水，造成水中细菌超标、恶化水质 的现象。下面通过附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为现有技术油田注水装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例油田注水装置的结构示意图。
具体实施方式
图2为本实用新型实施例油田注水装置的结构示意图，如图2所示，本实用新型的 密闭无罐油田注水装置，包括输送泵机组10、变频器301、电控柜和注水泵机组20。输送泵 机组10包括输送泵电机101和输送泵102，输送泵电机101通过联接件与输送泵102相连， 将一定的功率传送给输送泵102。注水泵机组20包括注水泵电机201和注水泵202，注水 泵电机201通过联接件与注水泵202相连。输送泵102与注水泵202通过管道串联连接。 针对输送泵电机101和注水泵电机201的控制设置一电控柜，电控柜内部设置有控制器80 ； 根据用户的要求和/或现场工况，针对输送泵机组10和注水泵机组20也可以分别设置输 送泵机组电控柜401和注水泵机组电控柜402，输送泵机组电控柜401内部设置有控制器 80。控制器80为速度控制器、速度转换开关或者智能控制芯片。根据输送泵机组10和注 水泵机组20的功率和输入电压的大小，各电控柜设计为高压电控柜和/或低压电控柜。根 据用户的要求和/或现场工况，将变频器301安装在变频柜302内或直接安装在输送泵机 组电控柜401内。控制器80将接收到的或者经信号处理得到的变频控制信号输出到变频 器301，通过变频器301控制输送泵电机101的转速。较优地，本密闭无罐油田注水装置在输送泵102与注水泵202的连接管道上设置 有阀门501、流量计60和压力检测仪701。在注水泵202的输出管道上设置有阀门503和 压力检测仪702。控制器80采用PLC、单片机或其他能实现相关控制方法的工控机的任何 一种。各检测仪表和各阀门的信号线与输送泵机组电控柜401相连，信号线将各检测值输 出到控制器80，控制器80将处理得到的变频控制信号输出到变频器301。根据具体的工况，设定输送泵102的输出管道中注入水流量参考值、压力参考值、 阀门开度参考值以及注水泵202的输出管道中注入水的流量参考值以及压力参考值，手动 或自动启动输送泵电机101和注水泵电机201。流量计60、压力检测仪701和压力检测仪702的测量值通过信号线送往控制器80，控制器80将各测量值分别与各设定值作比较，得 到相应的差值和差值变化率，针对各测量值、参考值、差值或者差值变化率采用PID控制、 模糊控制、神经网络或其他智能控制方法，并将相应的控制信号输出到变频器301和/或管 道上各阀门，控制输送泵电机101的速度和/或各阀门的开度，从而实现对输送泵102输送 的注入水的流量和压力的控制，最终实现输送泵102出水流量、水压与注水泵202的出水流 量、水压的动态平衡，使系统达到平稳注水。 在本实用新型的实施例中，注水泵202与输送泵102通过管道直接串联连接，输送 泵102将水源井和/或污水站输出的注入水直接输送到注水泵202，整个注水装置的工艺流 程相对简单，从而避免注水时注入水在其他管线及设备中的压力损失，降低注水单耗。注入 水在从水源井和/或污水站输出后直至油田地层的过程中，都处于密闭的环境，这样可以 避免空气中的氧溶解于注入水，造成水中细菌超标、恶化水质的现象。为了满足不同用户的要求或者具体工况的要求，本密闭无罐油田注水装置可以设 计一组或多组输送泵机组10，用于从一路或多路水源将水输送到注水泵202，各输送泵机 组10分别配置一输送泵电机101和一输送泵102，各输送泵电机101分别配置一变频器 301和一输送泵机组电控柜401，以控制输送泵电机101的速度，变频器301安装在对应的 输送泵机组电控柜401中，或者各输送泵机组10配置一变频柜302，将变频器301安装在对 应的变频柜302中。这样，输送泵102可以从水源井、污水处理站和其他水源中的一路或多 路水源将水输送到所述注水泵202，增强注水时注入水流量和压力调节的灵活性。为了进一步增加注入水流量和压力调节的灵活性，增强水流量和压力调节的可操 作性，本密闭无罐油田注水装置在各输送泵102的输出管道上设置有各输送泵出水阀502 和，各输送泵出水阀502设置于靠近输出泵的一侧。这样，每组输送泵机组10的注水量可 以单独调节，注水泵202入口的注入水流量可以整体调节，也可以通过各输送泵出水阀502 组合调节。另外，在各输送泵102入口的管道上设置有一过滤器90，以防止注入水中夹带的 过大的杂质进入泵体，造成对泵体过流部件的损坏。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限 制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当 理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替 换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案 范围当中。
权利要求一种密闭无罐油田注水装置，其特征在于包括输送泵机组(10)、变频器(301)、电控柜和注水泵机组(20)；所述输送泵机组(10)包括输送泵电机(101)和输送泵(102)，所述输送泵(102)通过联接件与所述输送泵电机(101)相连；所述注水泵机组(20)包括注水泵电机(201)和注水泵(202)，所述注水泵电机(201)通过联接件与所述注水泵(202)相连；所述输送泵(102)通过管道与所述注水泵(202)串联连接；所述电控柜内部设置有控制器(80)；所述变频器(301)根据所述控制器(80)输出的控制信号控制所述输送泵电机(101)的转速。
2.根据权利要求1所述的密闭无罐油田注水装置，其特征在于所述注水泵(202)和 所述输送泵(102)之间的管道上设置有阀门(501)、流量计(60)和压力检测仪(701)；所述注水泵(202)的输出管道上设置有阀门(503)和压力检测仪(702)；各检测仪表和各阀门的信号线与所述电控柜相连，所述信号线将各检测值输出到所述 控制器(80)；所述控制器(80)为PLC或单片机。
3.根据权利要求1所述的密闭无罐油田注水装置，其特征在于所述电控柜为高压电 控柜和/或低压电控柜。
4.根据权利要求2或3所述的密闭无罐油田注水装置，其特征在于所述电控柜包括 针对输送泵机组(10)和注水泵机组(20)分别配置的一输送泵机组电控柜(401)和注水泵 机组电控柜(402)。
5.根据权利要求4所述的密闭无罐油田注水装置，其特征在于所述输送泵机组(10) 为一组或多组，用于从一路或多路水源将水输送到所述注水泵(202)，各所述输送泵机组 (10)分别包括一所述输送泵电机(101)和一所述输送泵(102)，各所述输送泵电机(101) 分别配置一台所述变频器(301)和所述输送泵机组电控柜(401)。
6.根据权利要求5所述的密闭无罐油田注水装置，其特征在于各所述输送泵机组 (10)配置一变频柜(302)，所述变频器(301)安装于对应的所述变频柜(302)内。
7.根据权利要求6所述的密闭无罐油田注水装置，其特征在于各所述输送泵(102) 的输出管道上各设置有一输送泵出水阀(502)，各所述输送泵出水阀(502)设置于靠近各 所述输出泵(102)的一侧。
8.根据权利要求7所述的密闭无罐油田注水装置，其特征在于各所述输送泵(102) 入口的管道上设置有一过滤器(90)。
专利摘要本实用新型公开了一种密闭无罐油田注水装置，包括输送泵机组(10)、变频器(301)、电控柜和注水泵机组(20)；输送泵机组(10)包括输送泵电机(101)和输送泵(102)；注水泵机组(20)包括注水泵电机(201)和注水泵(202)；输送泵(102)通过管道与注水泵(202)串联连接；电控柜内部设置控制器(80)；变频器(301)根据控制器(80)输出的控制信号控制输送泵电机(101)的转速。本密闭无罐油田注水装置简化了注水的工艺流程，降低了注水单耗；整个注水过程是在密闭环境下进行的，避免了空气中的氧溶解于注入水，造成水质恶化的现象。
文档编号E21B43/20GK201771482SQ20102019405
公开日2011年3月23日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者吴九辅, 李岳武 申请人:陕西天程石化设备有限公司