一种自动调压注水泵节能控制系统及注水调节方法技术方案

一种自动调压注水泵的节能控制系统及注水调节方法，属于注水泵技术领域。其特征在于：所述增压缸（1）和低压工作缸（10）连接的高压单向阀组（15）和低压单向阀组（19）之间相互连通，且两单向控制阀组之间设有节流分配装置，节流分配装置包括主换向阀（16），主换向阀（16）上部连接双作用液力缸（5），下部一侧连接来水主干线。本发明专利技术仅仅采用一个高压缸、一个低压缸及一个双作用液力缸即可，无需额外消耗能力，对系统的压力进行实时监控并再次合理分配，将低压井、高渗层节流损失的能量转换为高压井、低渗层额外增压所需能量，达到能量合理化利用的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种自动调压注水泵节能控制系统及注水调节方法
一种自动调压注水泵节能控制系统及注水调节方法，属于注水泵

技术介绍
水驱开发是油田采用的主要开发方式之一，由于储层物性本身及后期堵塞伤害等原因，导致不同油层或不同注水井注水压力存在高低差异，而目前油田在用注水井网单元一般采用一套压力系统，造成低压井(低压层)节流控制注水，高压井（高压层）因系统压力不足，出现欠注或不吸水，需要地面增压注水。油田为满足高压井注水通常采取整体提压和局部电力增压两种方式，整体提压导致低压注水井节流更加严重，同时大量采用的局部电力增压泵增压注水消耗大量电能。目前，主要有几下几种改善方法：方案一：专利技术专利CN191519753415.6和技术CN191510623394.0设计了一种水利自动调压注水泵，该方法虽然考虑将低压注水井结余能量转化为高压注水井能量，虽然可以节省能耗，但该方案设计为两个高压缸，设备数量存在冗余，同时该方法很难实现最优的调压注水设计方案。方案二：1903年《单井增压注水技术在油田的应用》中提出了单井增压注注水泵，为了使油田持续稳产和提高油田最终采收率，大部分油田采用注水开发的方式。通过注水井给油层注水进行能量补充以保持地层压力。但是注水井注入量的多少，要根据油井产出量的多少和地层压力变化的大小等情况来定，是有严格的配注量要求的，注多或注少了都会直接影响油田的开发效果单井增压注水是针对完不成配注的单井在注水井场安装注水增压泵，对注水站供至注水井的高压水进行二次增压，提高注水压力后注入注水井。方案二所述的方法，对注水站供至注水井的高压水进行二次增压，提高注水压力后注入注水井。由于该方案二次增压需要消耗更多的电能，能耗大、成本高。方案三：1913年《水力自动调压泵在新立油田的应用》中提出了一种水力自动调压泵，该泵针对新立油田低渗透、低黏度、裂缝发育的构造岩性油藏特性，随着油田开发历程的延长，注入压力逐年升高，欠注井逐年增多，无法实现方案注水。由于注水井间压力矛盾突出，低压井只能靠闸门节流解决，增压柱塞泵虽然能满足高压井注水要求，但只能解决单一的欠注井，无法实现大面积增注，开发效果逐年变差，不能满足油田稳产增产的需求。所述的水利自动调压注水泵，该方法没有考虑高压井所需的最低能量损耗，对如何结合高压井和低压井的最小所需能耗，从而实现进水口流量的合理分配，尚未考虑。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于节能控制，改变高压井因系统压力不足，出现欠注或不吸水现象，实施地面增压注水的一种自动调压注水泵的节能控制系统及注水调节方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动调压注水泵的节能控制系统，包括顺序串接的增压缸、双作用液力缸和低压工作缸，增压缸和低压工作缸一侧分别连接单向控制阀组，其特征在于：所述增压缸和低压工作缸连接的高压单向阀组和低压单向阀组之间相互连通，且两单向控制阀组之间设有节流分配装置，节流分配装置包括主换向阀，主换向阀上部连接双作用液力缸，下部一侧连接来水主干线。本专利技术在不增加液压缸等部件的基础上，减少高压缸的数量，仅仅采用一个高压缸、一个低压缸及一个双作用液力缸即可，根据高压井、低渗层又达不到注水压力，无需额外消耗能力，对系统的压力进行实时监控并再次合理分配，将低压井、高渗层节流损失的能量转换为高压井、低渗层额外增压所需能量，达到能量合理化利用的目的。根据测量的高低压井所需能量，将低压井结余能量转入到高压井，实现能量实时最优化分配，改变高压井（高压层）因系统压力不足，出现欠注或不吸水现象的弊端，又能实施地面增压注水。所述的节流分配装置还包括流量分流阀和压力检测系统，流量分流阀分别连接来水主干线及两单向控制阀组，压力检测系统分别通过线路连接两单向控制阀组和主干线控制器。所述的压力检测系统包括分别设置在两单向控制阀组上的压力传感器及安装在压力传感器一侧的压力变送器，压力变送器通过线路连接主干线控制器及流量分流阀。高压单向阀组连接高压油井，低压单向阀组连接低压油井，低压油井内和高压油井内分别设置压力表。所述的增压缸、双作用液力缸和低压工作缸两两之间通过连接法兰固定连接，增压缸内设有小活塞和小触发环，低压工作缸内设有大活塞，双作用液力缸内安装液压先导阀阀芯和大触发环，贯穿在增压缸、双作用液力缸和低压工作缸内腔的活塞杆的末端设有密封件，密封件安装在低压工作缸内。所述的液压先导阀阀芯连接先导阀控制管汇，先导阀控制管汇与主换向阀相连端部对应液控接头相连，主换向阀与增压缸和低压工作缸连接形成高、低压出口。利用上述的一种自动调压注水泵的节能控制系统的注水调节方法，其特征在于：包括以下步骤，首先，实时测得低压井所需的最低压力，同时检测高压井实时压力及所需压力；通过节流分配装置将检测到的低压井和高压井的压力值反馈给节流分配装置；在满足低压井所需最小压力的同时，根据高压井实时所需压力，实时改变来水主干线的输入流量，改变进入两单向阀组的流量分配，同时满足高压井和低压井的压力需求。只采用一个高压缸和低压缸就能够实现高低压井压力分配，设计方案简单，节省费用，而且能够实现最优的调压注水设计方案；对注水站供至注水井的高压水不需要进行二次增压，由于所提方案不需要提高注水压力所需要消耗更多的电能，能耗小、成本低；考虑了高压进水口与低压进水口流量的合理分配，不仅可以节省能耗，而且能够实现最优的调压注水设计方案。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是：本专利技术在不增加液压缸等部件的基础上，减少高压缸的数量，仅仅采用一个高压缸、一个低压缸及一个双作用液力缸即可，根据高压井、低渗层又达不到注水压力，无需额外消耗能力，对系统的压力进行实时监控并再次合理分配，将低压井、高渗层节流损失的能量转换为高压井、低渗层额外增压所需能量，达到能量合理化利用的目的。根据测量的高低压井所需能量，将低压井结余能量转入到高压井，实现能量实时最优化分配，改变高压井（高压层）因系统压力不足，出现欠注或不吸水现象的弊端，又能实施地面增压注水。将低压井、高渗层节流损失的能量转换为高压井、低渗层额外增压所需能量，达到能量合理化利用的目的。只采用一个高压缸和低压缸就能够实现高低压井压力分配，设计方案简单，节省费用，而且能够实现最优的调压注水设计方案；对注水站供至注水井的高压水不需要进行二次增压，由于所提方案不需要提高注水压力所需要消耗更多的电能，能耗小、成本低；考虑了高压进水口与低压进水口流量的合理分配，不仅可以节省能耗，而且能够实现最优的调压注水设计方案。附图说明图1为节流分配装置工作原理示意图。图2为自动调压注水泵的工作原理示意图。图3为自动调压注水泵的节能控制系统连接关系示意图。其中，1、增压缸2、小活塞3、小触发环4、连接法兰5、双作用液力缸6、先导阀控制管汇7、液压先导阀阀芯8、大触发环9、大活塞10、低压工作缸11、活塞杆12、密封件13、单向阀连通管14、增压缸连接管15、高压单向阀组16、主换向阀17、换向连接管18、低压缸连接管19、低压单向阀组。具体实施方式图1~3是本专利技术的最佳实施例，下面结合附图1~3对本专利技术做进一步说明。参照附图1：一种自动调压注水泵的节能控制系统，包括顺序串接的增压缸1、双作用液力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动调压注水泵的节能控制系统，其特征在于：包括顺序串接的增压缸（1）、双作用液力缸（5）和低压工作缸（10），增压缸（1）和低压工作缸（10）一侧分别连接单向控制阀组，所述增压缸（1）和低压工作缸（10）连接的高压单向阀组（15）和低压单向阀组（19）之间相互连通，且两单向控制阀组之间设有节流分配装置，节流分配装置包括主换向阀（16），主换向阀（16）上部连接双作用液力缸（5），下部一侧连接来水主干线。

【技术特征摘要】
1.一种自动调压注水泵的节能控制系统，其特征在于：包括顺序串接的增压缸（1）、双作用液力缸（5）和低压工作缸（10），增压缸（1）和低压工作缸（10）一侧分别连接单向控制阀组，所述增压缸（1）和低压工作缸（10）连接的高压单向阀组（15）和低压单向阀组（19）之间相互连通，且两单向控制阀组之间设有节流分配装置，节流分配装置包括主换向阀（16），主换向阀（16）上部连接双作用液力缸（5），下部一侧连接来水主干线。2.根据权利要求1所述的一种自动调压注水泵的节能控制系统，其特征在于：所述的节流分配装置还包括流量分流阀和压力检测系统，流量分流阀分别连接来水主干线及两单向控制阀组，压力检测系统分别通过线路连接两单向控制阀组和主干线控制器。3.根据权利要求2所述的一种自动调压注水泵的节能控制系统，其特征在于：所述的压力检测系统包括分别设置在两单向控制阀组上的压力传感器及安装在压力传感器一侧的压力变送器，压力变送器通过线路连接主干线控制器及流量分流阀。4.根据权利要求3所述的一种自动调压注水泵的节能控制系统，其特征在于：高压单向阀组（15）连接高压油井，低压单向阀组（19）连接低压油井，低压油井内和高压油井内分别设置压力表。5.根据权利要求1所述的一种自动调压注...

【专利技术属性】
技术研发人员：马珍福，罗杨，崔玉海，孙金锋，王鹏，田群宏，赵东亚，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37