一种水平轴风力注水控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术属于油田注水采油技术领域，公开了一种水平轴风力注水控制系统及其控制方法，所述水平轴风力注水控制系统中支架上端安装有注水泵，注水泵通过动力传输结构与叶片连接；塔筒内部安装有进水管，进水管内部套接有出水管，进水管和出水管通过旋转接头与注水泵连接；动力传输结构设置有联轴器，联轴器与叶片转动轴连接，叶片转动轴上侧安装有叶片，叶片通过叶片转动轴固定在风轮轴座上。注水泵上端安装有调节压力阀组。动力传输结构设置有联轴器，联轴器与连接转动轴连接，连接转动轴与增速箱连接，增速箱输出轴通过联轴器与叶片转动轴连接，叶片转动轴上侧安装有叶片。本发明专利技术可以真正实现油田清洁注水，零碳排放的目的。零碳排放的目的。零碳排放的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种水平轴风力注水控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于油田注水采油
，尤其涉及一种水平轴风力注水控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前，国内各油田为了保证出油产量均采用注水采油的方式。开发的原理就是通过打注水井向油层注入水，在整个油层内建立起水压驱动方式，恢复和保持油层压力。由于注水工艺容易掌握，水源也比较容易得到，因此油田注水开发的方式迅速推广，成为一种应用最广泛的方法。但是现有注水的基本方式为通过电动机增加不同的驱动方式来驱动柱塞泵进行注水，导致泵头转速较高，易损件故障率高，耗电量高，注水效率低，且在采油电费成本中注水占到其中的30％。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的注水泵多为传统的电动机驱动，需要复杂的控制系统、传动链效率不高、能耗巨大、低效率、故障率高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种水平轴风力注水控制系统及其控制方法。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种水平轴风力注水控制系统，所述水平轴风力注水控制系统设置有支架；支架上端安装有注水泵，注水泵通过动力传输结构与叶片连接；
[0006]塔筒内部安装有进水管，进水管内部套接有出水管，进水管和出水管10通过旋转接头与注水泵连接。
[0007]进一步，所述动力传输结构设置有联轴器，联轴器与叶片转动轴连接，叶片转动轴上侧安装有叶片。
[0008]进一步，所述叶片通过叶片转动轴固定在风轮轴座上。
[0009]进一步，所述注水泵上端安装有调节压力阀组。
[0010]进一步，所述动力传输结构设置有联轴器，联轴器与连接转动轴连接，连接转动轴与增速箱连接，增速箱输出轴通过联轴器与叶片转动轴连接，叶片转动轴上侧安装有叶片。
[0011]进一步，所述旋转接头设置有固定外壳，固定外壳与进水管之间设置有密封机构。
[0012]进一步，所述密封机构与进水管为外运动副，出水管上下连接处为内运动副。
[0013]本专利技术的另一目的在于提供一种所述水平轴风力注水控制系统的水平轴风力注水控制系统控制方法，所述水平轴风力注水控制系统控制方法包括：直驱式水平轴风力注水和增速驱动式水平轴风力注水。
[0014]进一步，所述驱式水平轴风力注水具体过程为：
[0015]首先由水平轴风轮的叶片捕获风能，叶片固定在风轮轴座上，捕获的风能转换为回转的机械能通过联轴器传递至注水泵，以上装置通过支架固定在塔筒上，注水泵通过进水管将液体吸入，加压后通过出水管经过输送管道后完成注入，进水管和出水管通过旋转
接头与注水泵连接，以此解决风轮偏航导致的管道打结问题；注水压力可通过智能控制系统调节压力阀组实现，同时也可实现不同风况下的最佳注水压力的控制。
[0016]进一步，所述增速驱动式水平轴风力注水具体过程为：
[0017]首先由水平轴风轮的叶片捕获风能，叶片固定在风轮轴座上，捕获的风能转换为回转的机械能通过联轴器传递至增速箱，增速箱增速后输出轴通过联轴器与注水泵连接，以上装置通过支架固定在塔筒上，注水泵通过进水管将液体吸入，加压后通过出水管经过输送管道后完成注入，进水管和出水管通过旋转接头与注水泵连接，以此解决风轮偏航导致的管道打结问题；注水压力可通过智能控制系统调节压力阀组实现，同时也可实现不同风况下的最佳注水压力的控制。
[0018]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术首次提出利用水平轴风轮为驱动源，驱动注水泵注水。在能耗方面采用风力注水，风能为清洁可再生能源且广泛存在。效率方面该专利技术针对不同功率区间的风轮与注水泵的匹配，采用直接驱动与增速驱动两种驱动方式，其主要目的为不同功率水平轴风轮的转速不同，为保证风轮与注水泵的最佳转速与最佳输出功率而采取不同传动方式。系统去掉了水平轴风力发电机中所有电力传输和转换环节，去掉了大部分机械过渡传动环节，只有主轴和联轴器，效率很高。水平轴风轮的转速相对传动电动机的转速要低的多，而注水泵在低速下的效率点反而更高，这样不仅保证了机组效率；同时由于是底转速，整机的损耗和故障率也大大降低。且整机的安全链控制更加简单，装置功率及压力控制系统简单，只需要控制泵头部分的比例阀来调节功率曲线与风轮实现耦合即可。本专利技术可以真正实现油田清洁注水，零碳排放的目的。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例提供的直驱式水平轴风力注水机结构示意图。
[0020]图2是本专利技术实施例提供的增速驱动式水平轴风力注水机结构示意图。
[0021]图3是本专利技术实施例提供的旋转接头结构示意图。
[0022]图中：1、叶片；2、风轮轴座；3、联轴器；4、调节压力阀组；5、注水泵；6、支架；7、旋转接头；8、塔筒；9、进水管；10、出水管；11、增速箱；12、固定外壳；13、密封机构；14、外运动副；15、内运动副。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种水平轴风力注水控制系统及其控制方法，下面结合附图对本专利技术作详细的描述。
[0025]本专利技术提供的水平轴风力注水控制系统业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本专利技术提供的水平轴风力注水控制系统仅仅是一个具体实施例而已。
[0026]如图1所示，本专利技术实施例提供的直驱式水平轴风力注水机中塔筒8上端安装有支架6，支架6上端安装有注水泵5，注水泵5上端安装有调节压力阀组4；注水泵5通过联轴器3
与叶片转动轴连接，叶片转动轴上侧安装有叶片1，叶片1通过叶片转动轴固定在风轮轴座2上。塔筒8内部安装有进水管9，进水管9内部套接有出水管10，进水管9和出水管10通过旋转接头7与注水泵5连接。
[0027]首先由水平轴风轮的叶片1捕获风能，叶片1固定在风轮轴座2上，捕获的风能转换为回转的机械能通过联轴器3传递至注水泵5，以上装置通过支架6固定在塔筒8上，注水泵5通过进水管9将液体吸入，加压后通过出水管10经过输送管道后完成注入，进水管9和出水管10通过旋转接头7与注水泵5连接，以此解决风轮偏航导致的管道打结问题。注水压力可通过智能控制系统调节压力阀组4实现，同时也可实现不同风况下的最佳注水压力的控制。
[0028]如图2所示，本专利技术实施例提供的增速驱动式水平轴风力注水机中塔筒8上端安装有支架6，支架6上端安装有注水泵5，注水泵5上端安装有调节压力阀组4；注水泵5通过联轴器3与连接转动轴连接，连接转动轴与增速箱11连接，增速箱11输出轴通过联轴器3与叶片转动轴连接，叶片转动轴上侧安装有叶片1，叶片1通过叶片转动轴固定在风轮轴座2上。塔筒8内部安装有进水管9，进水管9内部套接有出水管10，进水管9和出水管10通过旋转接头7与注水泵5连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平轴风力注水控制系统，其特征在于，所述水平轴风力注水控制系统设置有：支架；支架上端安装有注水泵，注水泵通过动力传输结构与叶片连接；塔筒内部安装有进水管，进水管内部套接有出水管，进水管和出水管通过旋转接头与注水泵连接。2.如权利要求1所述水平轴风力注水控制系统，其特征在于，所述动力传输结构设置有联轴器，联轴器与叶片转动轴连接，叶片转动轴上侧安装有叶片。3.如权利要求2所述水平轴风力注水控制系统，其特征在于，所述叶片通过叶片转动轴固定在风轮轴座上。4.如权利要求1所述水平轴风力注水控制系统，其特征在于，所述注水泵上端安装有调节压力阀组。5.如权利要求1所述水平轴风力注水控制系统，其特征在于，所述动力传输结构设置有联轴器，联轴器与连接转动轴连接，连接转动轴与增速箱连接，增速箱输出轴通过联轴器与叶片转动轴连接，叶片转动轴上侧安装有叶片。6.如权利要求1所述水平轴风力注水控制系统，其特征在于，所述旋转接头设置有固定外壳，固定外壳与进水管之间设置有密封机构。7.如权利要求6所述水平轴风力注水控制系统，其特征在于，所述密封机构与进水管为外运动副，出水管上下连接处为内运动副。8.一种如权利要求1～7任意一项所述水平轴风力注水控制系统的水平轴风力注水控制系统控制方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳洋，张李蕊，王进成，时慧月，李俊斌，
申请(专利权)人：陕西辰玛风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：