地面水力增注泵的制作方法

专利名称：地面水力增注泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油田专用注水泵，特别涉及利用泵站管网来水作动力，最
终达到对来水压力的增减；或把来水引入增注泵的增压缸，并通过独立的水泵 或油泵作动力，驱动动力缸最终使来水增压的地面增注泵。
背景技术：
目前，世界范围内油田注水基本上均采用单一泵压向多口井注水的工艺， 为此，普遍存在着需要增压的欠注井和需要调压的低压注水井。区分不同井况 依靠来水作动力的新型增注泵，而不是单纯靠减压阀和电动增注泵实现单井分 压注水是解决油田注水井欠注和避免调压，大幅度提高注水管网效率的根本出 路。
多年来，泵站和欠注井之间加装电动增注泵虽缓解了欠注问题，但由于来 水压力完全浪费，代价太大。专利号为"ZL03266367.6"的水力自动增注泵， 在充分利用来水作动力的前提下，实现对欠注井的增注，但伴随着必须有乏动 力液通过回水管线返回供水泵站的水箱。由于目前油田大多数没有回水管线， 重新铺设回水管线不仅占地，还要增加必要的投资，因此油田用户仍不愿使用 这种水力增注泵。为此，可实现单井分压注水且结构简单、高效节能、性能可 靠、使用方便的地面双压水力增注泵便应运而生，如专利号为 "ZL200520142169.7"，名称为"地面双压水力增注泵"的中国实用新型专利， 其将泵站提供来的高压水流，处理成增压水流和减压水流，以同时满足一口欠 注井和一口或多口调压井的注水需要。但是，此种地面双压水力增注泵却存在 以下缺陷
(1) 由于此种地面)5(压水力增注泵对来自泵站的高压流水在增注前未经 处理，来水中的杂质会影响增注泵的使用寿命并使泵效降低；
(2) 该种地面双压水力增注泵还需要与放在井下的配水器配合使用，而 放在井下的配水器更换麻烦；(3) 该种地面双压水力增注泵的换向阀为普通换向阀，而普通换向阀只 适合过滤精度较高的液压油。
(4) 增压缸的进液阀和排液阀设置在单独的输送管线中，在露天的情况 下，容易受到损坏。
(5) 该种地面双压水力增注泵对来水压力不能微调，当泵效降低或注水 井压力增高时，必须更换另一台增注泵。

发明内容
本发明的目的是针对现有技术增注泵存在的缺陷，提供一种地面水力增注 泵，利用泵站来水作动力，实现增注泵的动力缸往复运动和自动换向，最终带 动增注泵的增压缸实现对来水压力的增压和减压，以满足高低压两种井的注水 要求；或将泵站管网来水只引入增压缸作功并增压，而另装一台水泵或油泵泵 站向动力缸提供动力液，实现往复运动和自动换向，最终达到只对高压注水井 的增注目的。
为了实现上述目的，本发明的地面水力增注泵，用于油田井下注水，其特 征在于，包括
进口过滤减压装置，其具有一过滤器和一带单向阀的减压阀，用以对泵站 管网来水过滤并减压后输出；
进液接头，与进口过滤减压装置的出水口连接； 增压液出口接头；
泵主体，其包括壳体主体、供液管线和设置在壳体主体内的沿其轴线顺序 且同轴设置的换向阀、动力缸、换向控制装置和增压缸，其中，所述壳体主体 一端连接所述进液接头，另一端连接所述增压液出口接头，所述供液管线与所 述增压缸连接，所述换向阀上设置有第一流道、第二流道以及多个端口，所述 第一流道、第二流道分别与所述动力缸的右、左缸体相通；
与所述增压液出口接头连接的增压出口配水接头，其具有带单向阀的配水器。
上述的地面水力增注泵，其中，所述换向阀为二位四通滑阀与包括两个进 液阀芯、两个排液阀芯的插装阀的组合，所述二位四通滑阀包括阀芯、阀体、 以及设置于所述阀芯和阀体之间的阀套、配流导套，其中，所述配流导套与所述阀体固连，所述阀套与所述阀芯固连，所述配流导套
与所述阀套之间滑动连接，以形成滑动面；
所述第二流道和第一流道设置在所述阀体上；
所述多个端口设置在所述阀套、配流导套和阀体上，且其中之一的端口与 所述进液接头连通；
所述阀芯上设置有切换流道，以在所述换向控制装置作用下对所述多个端 口进行选择性连接；
所述插装阀上具有与所述二位四通滑阀的多个端口对应的端口；
所述阀芯上设置有阀芯定位机构。
上述的地面水力增注泵，其中，所述换向阀为二位四通滑阀，所述二位四 通滑阀包括阀芯、阀体、以及设置于所述阀芯和阀体之间的阀套、配流导套， 其中，
所述配流导套与所述阀体固连，所述阀套与所述阀芯固连，所述配流导套 与所述阔套之间滑动连接，以形成滑动面；
所述第二流道和第一流道设置在所述阀体上；
所述多个端口设置在所述阀套、配流导套和阀体上，且其中之一的端口与 所述进液接头连通；
所述阀芯上设置有切换流道，以在所述换向控制装置作用下对所述多个端 口进行选择性连接；
所述阀芯上设置有阀芯定位机构。
上述的地面水力增注泵，其中，所述泵主体还包括一输出三通接头，所述 输出三通接头的其中一个接头与所述插装阀的多个端口之中的回流口相通。
上述的地面水力增注泵，其中，所述泵主体还包括一输出三通接头，所述 输出三通接头的其中一个接头与所述二位四通滑阀的多个端口之中的回流口 相通。
上述的地面水力增注泵，其中，所述供液管线与所述进液接头相通。 上述的地面水力增注泵，其中，所述供液管线与所述插装阀的多个端口之 中的回流口相通。
上述的地面水力增注泵，其中，所述供液管线与所述二位四通滑阀的多个 端口之中的回流口相通。上述的地面水力增注泵，其中，所述换向阀为二位四通滑阀与包括两个进 液阀芯、两个排液阀芯的插装阀的组合，所述二位四通滑阀包括阀芯、阀体、 以及设置于所述阀芯和阀体之间的阀套、配流导套，其中，
所述配流导套与所述阀体固连，所述阀套与所述阀芯固连，所述配流导套
与所述阀套之间滑动连接，以形成滑动面； 所述第二流道和第一流道设置在所述阀体上；
所述多个端口设置在所述阀套、配流导套和阀体上，且其中之一的端口与 一辅助泵站连接，以由所述辅助泵站通过所述换向阀向所述动力缸提供动力 液；
所述阀芯上设置有切换流道，以在所述换向控制装置作用下对所述多个端 口进行选择性连接；
所述插装阀上具有与所述二位四通滑阀的多个端口对应的端口； 所述阀芯上设置有阀芯定位机构。
上述的地面水力增注泵，其中，所述辅助泵站与所述插装阀的多个端口之 中的回流口相通。
上述的地面水力增注泵，其中，所述换向阀为二位四通滑阀，所述二位四 通滑阀包括阀芯、阀体、以及设置于所述阀芯和阀体之间的阀套、配流导套， 其中，
所述配流导套与所述阀体固连，所述阀套与所述阀芯固连，所述配流导套 与所述阀套之间滑动连接，以形成滑动面； 所述第二流道和第一流道设置在所述阀体上；
所述多个端口设置在所述阀套、配流导套和阀体上，且其中之一的端口与 一辅助泵站连接，以由所述辅助泵站通过所述换向阀向所述动力缸提供动力 液；
所述阀芯上设置有切换流道，以在所述换向控制装置作用下对所述多个端 口进行选择性连接；
所述阀芯上设置有阀芯定位机构。
上述的地面水力增注泵，其中，所述辅助泵站与所述二位四通滑阀的多个 端口之中的回流口相通。
上述的地面水力增注泵，其中，所述供液管线与所述进液接头相通。上述的地面水力增注泵，其中，所述过滤器的进水一侧设置所述减压阀， 出水一侧设置有压差显示器。
上述的地面水力增注泵，其中，所述三通接头的另外两个接头分别连接有 带单向阀的配水器。
上述的地面水力增注泵，其中，所述增压缸包括增压缸筒，活塞活塞杆总 成，设置于所述增压缸筒两端的左、右缸盖，以及具有内腔且右端封闭的隔套， 其中，
所述左、右缸盖上均设置一进液口和一出液口，所述进液口与所述供液管 线相通，所述进液口和所述出液口上又均具有单向阀，所述进液口和出液口上 的单向阀又设置于所述左、右缸盖内；
所述活塞活塞杆总成中的活塞杆为与所述回流口相通的空心活塞杆，所述 空心活塞杆的尾段容置于所述隔套的内腔内。
本发明的有益功效在于，通过在泵身前设置进口过滤减压装置，从而使来 水杂质减少，延长泵的使用寿命，另外，进口过滤减压装置中减压阀的设计使 来水压力由高变低有个微调范围，因此在泵效降低和地层堵塞时，仍可保证增 注泵有恒定的或更高的输出压力，在泵效降低或比增注水压力增高时，无需更
换另一台增注泵；在泵身后可设置增压出口配水接头，且该增压出口配水接头
具有带单向阀的配水器，使更换配水器省时又省力，大大降低了相关费用。另 一方面，本发明地面水力增注泵的换向阀可为二位四通滑阀或二位四通滑阀 (即先导阀)与插装阀的组合，并且二位四通滑阀上设置切换流道，使其滑动
面几乎不受液体冲蚀，可大大延长整个泵体的寿命；同时为防止动力缸与限位 杆摩阻大于阀芯摩阻提前换向，增设阓芯定位机构；将增压缸的两个进液阀和 两个排液阀巧妙地设计在泵壳有限的空间内，这样泵的外型成管状，体积小、 重量轻、使用方便、管理简单，在露天的情况下还可避免增注泵受到损坏。还 有，本发明还能根据需要选择与一辅助泵站结合，以解决当注水井只有高压井 无低压井或有低压井而无法与高压井匹配的问题，即只把泵站来水引入增注泵 的增压缸，而增注泵的动力缸用辅助泵站驱动，这时增注泵只满足高压注水井 的增注目的。
综上可以看出，本发明的地面水力增注泵使用寿命长、可靠性高、外形尺 寸小、更符合油田注水工艺要求，并具有很强适用性和节能效果。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。


图1为本发明第一实施例地面水力增注泵的结构剖面示意图2为本发明第二实施例地面水力增注泵的结构剖面示意图3为本发明第三实施例地面水力增注泵的结构剖面示意图4为本发明第四实施例地面水力增注泵的结构剖面示意图5为本发明第五实施例地面水力增注泵的结构剖面示意图6a为本发明第六实施例地面水力增注泵的结构剖面示意图6b为图6a中的A—A剖视图7a为图1中的换向阀放大示意图7b为图7a中的N—N剖视图8a为图5中的换向阀4B放大示意图8b为图8a中的M—M剖视图8c为图8a中的N—N剖视图9为增压缸放大示意图IO为换向控制装置放大示意图11为图1的I部放大示意图12为图1的II部放大示意图13为进口过滤减压装置的放大示意图14为图1、图3中的A-A剖视放大示意图15为图9的x-x剖视放大示意图16为增压出口配水接头放大示意图17为图1中的N-N剖面放大示意图18为图2、图4中的换向阀4A放大示意图19为图6中的换向阀4C放大示意阁；
图20为图2、图4的A-A剖视放大示意图。
其中，附图标记
1进口过滤减压装置 11壳体12阀杆
14 减压阀芯
16压差显示器
2泵站管网来水接头
3A泵主体
3C泵主体
31输出三通接头
312、 312'配水器
314 单向阀
32 管线
33 高压压力表 35排液弯管 37壳体孔道 41先导阀 412配流导套 414 阀芯
416连接套
421、 422进液阀芯
425阀盖
43 右端盖
51空心杆
53、 53'弹簧
55定位卡环
6动力缸
61 活塞活塞杆总成
630限位台阶
71 左缸盖
712排液单向阀
714 出液口
73缸筒
13 阀座
15 过滤器
17进口压力表
3 泵主体 3B泵主体 30 壳体主体
311、 311'减压出口配水接头
313低压压力表
314'单向阀 321 、 322支管 34 进液弯管 36 壳体孔道
4、 4A、 4B、 4C 换向阀 411 先导阀体 413 阀套 415切换流道 42 插装阀 423 、 424排液阀芯 426 阀盖
5换向控制装置
52、 52'左限位垫
54、 54'右限位垫
56锁紧螺母
60动力缸筒
601 缸筒小孔 7增压缸
711进液单向阀
713进液口
72、 72'连接套
74活塞活塞杆总成741限位台阶 76右缸盖 762 排液单向阀 764 出液口 8增压出口接头 9增压出口配水接头 92压帽 94配水器
75杆部
761 进液单向阀 763 进液口 77 隔套 81 紧固套 91接头体
93 隔套 95丝堵
96排液单向阀
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的地面水力增注泵作具体的描述 实施例一
如图1所示，该地面水力增注泵主要由进口过滤减压装置1、泵站管网来 水接头(简称左接头)2、泵主体3、增压出口接头8 (简称右接头)以及增压 出口配水接头9构成；泵主体3包括壳体主体30和设置在壳体主体30内且沿 壳体主体30轴线顺序且同轴设置的换向阀4、换向控制装置5、动力缸6和增 压缸7;进口过滤减压装置l的右端与左接头2用卡箍连接(图中未绘出)， 左接头2的右端与壳体主体30螺纹连接并密封；右接头8左端与壳体主体30 螺纹连接并密封，右接头8右端与增压出口配水接头9左端用卡箍连接(图中 未绘出)，在右接头8内装有紧定套81并与左接头2把换向阀4、动力缸6 和增压缸7压接在壳体主体30内。
如图1和图13所示，进口过滤减压装置1由壳体11、阀杆12、阀座13、 减压阀芯14、过滤器15、压差显示器16和进口压力表17组成。泵站管网来 水经左端口进入壳体11，通过阀座13、减压阀芯14间调定压力后通过流道A 进入过滤器15，过滤后通过流道B经右端口进入泵主体3内。当清洗更换滤 网时，让阀杆12右行靠住阀座13左端面即可关闭进口。
此处的进口过滤减压装置1主要有两种功能其一通过安装带有单向阀和 压差显示器的过滤器不仅可使来水杂质减少，延长泵的使用寿命，而且可在定 期检查增注泵时，通过观察压差显示器以检査过滤器是否堵塞、压差是否超过预定值，还可通过关闭单向阀非常方便的更换或清洗过滤器；另外通过减压阀 的设计使来水压力由高变低有个微调范围，因此在泵效降低和地层堵塞时，仍 可保证增注泵有恒定的或更高的输出压力。
如图1和图14所示，泵主体3除了包括壳体主体30外，还包括输出三通 接头31和供液管线32。输出三通接头31和供液管线32都是从壳体主体30 的径向延伸出而形成的支线输液管道，其中，供液管线32最佳为两支，且供 液管线32与左接头2的中心孔相通；三通接头31的另外两个接头分别连接减 压出口配水接头311、 311'，减压出口配水接头311连接具有单向阀314的 配水器312,减压出口配水接头31T连接具有单向阀314'的配水器312'， 较佳地，在输出三通接头31上还设置有低压压力表313。换向阀4 (由插装阀 42和先导阀41组合而成)、换向控制装置5、动力缸6和增压缸7沿壳体主 体30的轴线顺次设置在壳体主体30内，动力缸6的外圆与壳体主体30的内 壁之间形成压力水流道D，增压缸7的缸筒73与壳体主体30的内壁之间形成 增压水流道C。
一并参阅图7a并结合图9，换向阀4、换向控制装置5、动力缸6和增压 缸7在壳体主体30内的具体连接关系为-
动力缸6的缸筒60左端支撑在先导阀41的右端盖43上并有密封，右端 支撑在增压缸7的左端盖71上，缸筒60内有活塞活塞杆总成61，活塞活塞 杆总成61的活塞杆为空心杆，且右端杆部丝扣与增压缸7的活塞活塞杆总成 74的左端丝扣相连，动力缸6的缸筒60内径与活塞活塞杆总成61外径之间 有动密封，活塞活塞杆总成61的杆的外径与增压缸7的左端盖71的内孔有动 密封。先导阀41的阀芯414用螺纹与连接套416相连，连接套416与空心杆 51采用T形槽连接(见图7a)，保证阀芯414与空心杆51之间有一定的活动 余量，且端面之间具有间隙，能够使此处的腔体C2与先导阀41的回流口 o 连通。
增压缸7主要由左缸盖71、连接套72、 72'、缸筒73、活塞活塞杆总成 74、右缸盖76及具有内腔且右端封闭的隔套77构成；左缸盖71、右缸盖76 设置在缸筒73的两端，左缸盖71上设置有进液口 713、出液口714，右缸盖 76上设置有进液口 763、出液口 764，进液口 713通过支管321与供液管线32 相通，进液口 763通过支管322与供液管线32相通，进液口 713内设置单向阀7U，出液口 714内设置单向阀712，进液口 763内设置单向阀761，出液 口 764内设置单向阀762，进一步地，进液单向阀711、排液单向阀712设置 于左缸盖71内、进液单向阀761、排液单向阀762设置于右缸盖76内；活塞 活塞杆总成74的活塞杆75也为与先导阀41的回流口 o连通的空心杆(由于 空心杆51的空心部与活塞活塞杆总成61的活塞杆的空心部连通，而活塞活塞 杆总成61的活塞杆的空心部与先导阀41的回流口 o连通)，该空心杆的尾段 容置于隔套77的内腔内，隔套77左端丝扣拧入右端盖76中，隔套77的右端 通过紧固套81固装于右接头8内，这样，以将此处的腔体C3与腔体Cl隔离； 缸筒73左端支撑在连接套72上，右端支撑在连接套72'上，连接套72、 72 '外径与缸筒73和左端盖71、右端盖76内孔均有静密封。活塞活塞杆总成 74的杆部75与右端盖76孔间有动密封。由于排水单向阀7U、 712、 761、 762 分别设置在左缸盖71和右缸盖76内，而左缸盖71和右缸盖76又设置在壳体 主体30内，也就是说，排水单向阀711、 712、 761、 762设置在壳体主体30 内，这样，通过将增压缸的两个进液阀和两个排液阀巧妙地设计在泵壳有限的 空间内，使增注泵的外型成管状，体积小、重量轻、使用方便、管理简单，在 露天的情况下还可避免增注泵受到损坏。
一并结合图10，换向控制装置5由带台阶的空心杆51及自左向右依次安 装在其较小直径部分的左限位垫52、 52'，两个弹簧53、 53'，右限位垫54、 54',定位卡环55和锁紧螺母56，空心杆51的左端与先导阀41的阀芯414 右端通过连接套416相连，其较小直径部分穿入活塞活塞杆总成61及活塞活 塞杆总成61的空心活塞杆内。活塞活塞杆总成61内的台阶孔的台阶成为与左 限位垫52相配合的左限位台阶630 (见图11)，活塞活塞杆总成74内的台阶 孔的台阶成为与右限位垫54'相配合的右限位台阶741 (见图12)，当活塞 活塞杆总成61左(右)运动到接近终点时，左限位垫52 (右限位垫54')与 左限位台阶630 (右限位台阶741)相碰，压缩弹簧53 (弹簧53')到一定值 后，克服相关零部件的摩擦力后，带动阀芯414右移(左移)，实现换向阀换 向，进而改变动力缸6的活塞活塞杆总成61及增压缸7的活塞活塞杆总成74 的运动方向。
如图1、图7a和图7b所示，换向阀4由插装阀42和先导阀41组合而成， 插装阀42和先导阀41上设置有流道A和流道B，流道B、流道A分别与动力缸6的左、右缸体相通；先导阀41为二位四通滑阀，其包括阀芯414、阀 体411、以及设置于阀芯414和阀体411之间的阀套413和配流导套412，阀 芯414与阀套413固连，配流导套412与阀体411固连，阀套413和配流导套 412之间滑动连接以形成滑动面，其中，流道A和流道B设置在阀体411上， 阀套413、配流导套412和阀体411上设置端口 a、 b、 p、 o (其中端口 a、 b 为二位四通滑阀41的控制口， p为进液口，其与左接头2的中心孔相通，o 为回流口)，端口p与进液接头2连通；阔芯414上设置有切换流道415，以 在换向控制装置5作用下对上述四个端口进行选择性连接，这样，滑动面与切 换流道分开，使滑动面几乎不受液体冲蚀，可大大延长换向阀的寿命，进而延 长增注泵的寿命；插装阀42上具有与先导阀41上的端口a、 b、 p、 o分别对 应相通的端口a、 b、 p、 o，并且插装阔42的阀体427左端横向并列装有排液 锥阀芯423、 424，插装阀42的阀体427右端纵向并列装有进液锥阀芯421、 422，锥阀芯421、 422的下端与进液口 p相通；控制阀芯421、 422、 423、 424 动作的液体来自先导阀41的控制口a、 b，其经阀体427右端控制口a、 b (见 图7a，图中仅仅示出了阀体427右端控制口a与先导阀41的a口相通)引入 阀盖425上的控制口a、 b并分别与锥阀芯421、 422的上端相通，再通过阀体 427的两个小孔a、b与左端阀盖426上的控制口 a、b连通，并引入锥阀芯423、 424的左腔控制阀芯423和424的动作。插装阔42和先导阀41两阀端面之间 分别对压力水流道D和控制口 a、 b设有密封。从换向阀4的插装阀42和先 导阀41的流道A来的液体须经压力水流道D及动力缸筒60右边壁上的多个 径向小孔601方能进入动力缸6的右腔；而流道B直接与动力缸6的左腔相 通。
插装阀42的回流口 o与三通接头31的其中一个接头相通，当锥阀芯423 或锥阀芯424开启时，低压水通过流道A或B及壳体孔道及输出三通接头31 、 减压出口配水接头311、 311'分别交替向低压井眼注入减压水，本实施例的 图7a及图7b示出的为锥阀芯423开启的情况，现就以锥阀芯423开启为例， 详细说明向低压井眼注入减压水的过程从左接头2来的一来水进入插装阀42 的进液口p，此时，先导阀41的控制口b与进液口p相通，锥阀芯422、 424 在控制口b来的控制液作用下关闭，而锥阀芯421、 423开启，这样，来水进 入壳体孔道(图中未示出)，而壳体孔道与流道B相通，来水通过流道B进入动力缸6的左腔，从而推动活塞活塞杆总成61向右运动，动力缸6右腔的 低压水经过缸筒小孔601进入压力水流道D后进入流道A，由于锥阀芯423 开启，低压水从插装阀42的回流口 o通过壳体孔道36、 37 (见图14)进入输 出三通接头31，从而通过减压出口配水接头311、 311'分别向低压井眼注入 减压水。
较佳地，为防止动力缸6与空心杆51摩阻大于阀芯摩阻提前换向，先导 阀41中心孔左端依次装有由弹簧417、导向套418和钢球419组成的阀芯定 位机构，并且在导向套418上设置有导向带4110，导向带4110不仅能对阀芯 定位机构进行导向，还能刮掉阀体上411内壁上的污垢，起到防尘的作用。
如图1和16所示，增压出口配水接头9由接头体91、压帽92、隔套93、 配水器94、丝堵95及排液单向阀96组成；如图1和14所示，减压出口配水 接头312和312'具有与配水接头9相似的结构。这样，在需要更换配水器时， 单向阀自动关闭，更换配水器即省时又省力，且能大大降低相关费用。
如图17所示，在泵主体3增压出口端装有压力表接头33及压力表。在减 压出口三通接头31上亦装有压力表接头313及压力表。
本实施例的增注泵的工作过程为泵站管网来水进入进口过滤减压装置1 的壳体11内，经阀座13与减压阀杆14和流道A进入过滤器15,经过过滤器 15过滤后的来水再经流道B并通过左接头2进入泵主体3，然后分成两路 一路通过供液管线32分别通过支管321、 322与增压缸7的进液单向阀711、 761相通，以向增压缸7供液(详见图9);另一路经p 口进入换向阀4中的插 装闽42及先导阀41的p口，先导阀41的控制口b与进液口p相通，以推动 动力缸6中的活塞活塞杆总成61向右运动，而先导阀41的控制口a与回流口 o (即减压出口)相通，这样动力缸6右腔的低压液体通过回流口o及减压排 液管线31两侧的减压配水器312、 312'最终打开单向阀314、 314'从减压出 口配水接头311、 311'的减压出口(见图14)引入低压注水井。与此同时动力 缸6的活塞活塞杆总成61带动增压缸7中的活塞活塞杆总成74同时向右运动， 此时增压缸7的左缸盖71中的进液单向阀711开启，泵站管网来水经供液管 线32再经支管321进入增压缸7的左腔，此时排液单向阀712关闭，而增压 缸7的右缸盖76中的进液单向阀761关闭，排液单向阀762开启，增压缸7 右腔的高压液体通过右缸盖76上的E孔(见图15)进入Cl腔及右接头8和增压出口配水接头9注入高压注水井。当动力缸6中的活塞活塞杆总成61运 动到接近行程终点时，动力缸6的活塞活塞杆总成61内孔左侧限位台630压 动换向控制装置5的左限位套52及左边弹簧53，在左边弹簧53作用下(见图 11)，通过空心杆51拉动先导阀41的连接套416带动阀芯右行换向，此时先 导阀41的控制口a切换与进液口p相通，控制口b与回流口o相通，进液单 向阀761打开，排液单向阀762关闭，增压缸7的活塞活塞杆总成74的右端经 管线322进液，进液单向阀711关闭，排液单向阀712打开。于是动力缸6 和增压缸7的活塞活塞杆总成61、 74开始朝左方运动，增压缸7左腔的增压 液体通过C腔、再经右端盖76的F孔(见图15)进入Cl腔及右接头8和增 压出口配水接头9注入高压注水井；当活塞活塞杆总成61运动到接近终点时， 增压缸7的活塞活塞杆总成74左侧孔限位台741(见图9)压动换向控制装置5 的右限位套54'及右边弹簧53'，在右边弹簧53'作用下通过空心杆51推 动先导阀41的连接套416带动阀芯左行换向。即泵站管网来水切换进入动力 缸6的活塞活塞杆总成61的左侧，推动活塞活塞杆总成61及74右行。这样 就实现了一个往复换向，并重复对泵站管网来水增压与减压的注水的过程。 实施例二
如图2、图18及图20所示，该实施例的地面增注泵主要由进口过滤减压 装置l、泵站管网来水接头(简称左接头)2、泵主体3、增压出口接头8 (简 称右接头)以及增压出口配水接头9构成；泵主体3包括壳体主体30和设置 在壳体主体30内且沿其轴线顺序、且同轴设置的换向阀4A、换向控制装置5、 动力缸6和增压缸7;进口过滤减压装置1的右端与左接头2用卡箍连接(图 中未绘出)，左接头2的右端与壳体主体30螺纹连接并密封；右接头8与壳 体主体30用螺纹连接并密封，右接头8的右端与增压出口配水接头9的左端 用卡箍连接(图中未绘出)，在右接头8内装有紧定套81，它与左接头2把 换向阀4A、动力缸6和增压缸7压接在壳体主体30内；泵站管网来的压力水 通过左接头2进入泵主体3后分成两路， 一路经管线32进入增压缸7; —路 即进入换向阀4A然后进入动力缸6;动力缸筒60的外表面与泵主体3的内壁 之间形成压力水流道D，增压缸7的缸筒73与泵主体3的内壁之间形成增压 水的流道C，增压缸7的右缸盖76上开有增压水流通过的E孔和F孔(参见 图15),使增压缸7左腔的增压水通过F孔进入C1腔，或使增压缸7右腔的增压水通过E孔进入C1腔，然后到达高压注水井。
动力缸6作功后的乏动力液经相应流道以及输出三通接头31和减压出口 配水接头31K 311'注入减压注水井。
本实施例的结构基本上与实施例一相同。不同点为换向阀4A为与先导 阀41主体结构相同的二位四通滑阔(见图18) ， 二位四通滑阀4A的进液口 p直接与左接头2的中心孔连通。回流口0直接与输出三通接头31相通，而 端口 a、 b通过换向阀4A阀体上的流道A、 B分别与动力缸6的右腔与左腔相 通。
实施例三
如图3所示，本实施例的地面增注泵主要由进口过滤减压装置l、泵站管 网来水接头(简称左接头)2、泵主体3A、增压出口接头8 (简称右接头)以 及增压出口配水接头9构成；泵主体3A包括壳体主体30和设置在壳体主体 30内且沿其轴线顺序、且同轴设置的换向阀4、换向控制装置5、动力缸6和 增压缸7;进口过滤减压装置l的右端与左接头2用卡箍连接(图中未绘出)， 左接头2的右端与壳体主体30螺纹连接并密封；右接头8与壳体主体30用螺 纹连接并密封，右接头8的右端与增压出口配水接头9的左端用卡箍(图中未 绘出)连接，在右接头8内装有紧定套81，它与左接头2把换向阀4、动力缸 6和增压缸7压接在壳体主体30内。泵站管网来的压力水通过左接头2进入 泵主体3A后直接进入换向阀4中的插装阀42和先导阔41，然后进入动力缸 6;动力缸筒60的外表面与泵主体3A的内壁之间形成压力水流道D，增压缸 7的缸筒73与泵主体3A的内壁之间形成增压水的流道C，增压缸7的右缸盖 76上开有增压水流通过的E孔和F孔(见图15),使增压缸7左 腔的增压水 通过F孔进入C1腔，或使增压缸7右腔的增压水通过E孔进入C1腔，然后 到达高压注水井。
本实施例的结构与实施例一基本相同。其不同点为向增压缸7供液的供 液管线32的左端不是与左接头2相通，而是与组合式换向阀4中的插装阀42 的回流口o相通，SIX,泵站管网来水只作为动力缸6的动力液；动力缸6作功 后的乏动力液以及先导阀41的乏控制液均通向插装阀42的回流口 o,这些乏 液一路经减压排液管线31送往低压注水井， 一路通过增压缸7的供液管线32 向增压缸7供液。实施例四
如图4及图20所示，本实施例的地面增注泵主要由进口过滤减压装置1、 泵站管网来水接头(简称左接头)2、泵主体3A、增压出口接头8 (简称右接 头)以及增压出口配水接头9构成；泵主体3A包括壳体主体30和设置壳体 主体30内且沿壳体主体30轴线顺序且同轴设置的换向阀4A、换向控制装置 5、动力缸6和增压缸7;进口过滤减压装置1的右端与左接头2用卡箍连接 (图中未绘出)，左接头2的右端与壳体主体30螺纹连接并密封；右接头8 与壳体主体30用螺纹连接并密封，右接头8的右端与增压出口配水接头9的 左端用卡箍(图中未绘出)连接，在右接头8内装有紧定套81，它与左接头2 把换向阀4A、动力缸6和增压缸7压接在壳体主体30内。泵站管网来的压力 水通过左接头2进入泵主体3A后直接进入换向阀4A中，然后进入动力缸6; 动力缸筒60的外表面与泵主体3A的内壁之间形成压力水流道D，增压缸7 的缸筒73与泵主体3A的内壁之间形成增压水的流道C，增压缸7的右缸盖 76上开有增压水流通过的E孔和F孔(见图15)，使增压缸7左腔的增压水 通过F孔进入C1腔，或使增压缸7右腔的增压水通过E孔进入C1腔，然后 到达高压注水井。
本实施例的结构与实施例二基本相同。不同点为向增压缸7供液的供液 管线32的左端不是与左接头2相通，而是与二位四通换向阀4A的回流口 o 相连，即，泵站管网来水只作为动力缸6的动力液；动力缸6作功后的乏动力 液通过换向阀4A的回流口o: —路经减压排液管线31引送往低压注水井，一 路通过增压缸7的供液管线32向增压缸7供液。
实施例五
如图5及图8a、 8b、 8c所示，本实施例的地面增注泵主要由进口过滤减 压装置l、泵站管网来水接头(简称左接头)2、泵主体3B (不包括减压排液 管线)、增压出口接头8 (简称右接头)以及增压出口配水接头9构成；泵主 体3B包括壳体主体30和设置壳体主体30内且沿其轴线顺序且同轴设置的换 向阀4B、换向控制装置5、动力缸6和增压缸7;进口过滤减压装置l的右端 与左接头2用卡箍连接(图中未绘出)，左接头2的右端与壳体主体30螺纹 连接并密封；右接头8与壳体主体30用螺纹连接并密封，右接头8的右端与 增压出口配水接头9的左端用卡箍连接(图中未绘出)，在右接头8内装有紧定套81，它与左接头2把换向阀4B、动力缸6和增压缸7压接在壳体主体30 内。泵站管网来的压力水通过左接头2进入泵主体3B后经管线32进入增压 缸7;由一辅助泵站(图中未示出)向动力缸6供应的补充动力液经换向阀4B 中的插装阀42和先导阀41进入动力缸6;动力缸筒60的外表面与泵主体3B 的内壁之间形成压力水流道D，增压缸7的缸筒73与泵主体3B的内壁之间 形成增压水的流道C，增压缸7的右缸盖76上开有增压水流通过的E孔和F 孔(见图15)，使增压缸7左腔的增压水通过F孔进入C1腔，或使增压缸7 右腔的增压水通过E孔进入C1腔，然后到达高压注水井。
本实施例的结构与实施例一基本相同。不同点为1)泵站管网来水只供 给增压缸7，只有向高压注水井供液的增压输出一路，没有同时向减压注水井 注水的功能；2)补充动力液由一辅助泵站提供，经相应管线(图中未绘出) 及泵主体3B的壳体主体30上进液弯管34进入换向阀4B的插装阀42和先导 阀41的进液口p，然后进入动力缸6，动力缸6作功后的乏动力液以及先导陶 41的乏控制液均通过换向阀4B的插装阀42的回流口 o经泵主体3B的壳体主 体30上的排液管线35及相应管线流回特设的辅助泵站。
实施例六
如图6a、 6b及图19所示，本实施例的地面增注泵主要由进口过滤减压装 置1、泵站管网来水接头(简称左接头)2、泵主体3C(不包括减压排液管线)、 增压出口接头8 (简称右接头)以及增压出口配水接头9构成；泵主体3C包 括壳体主体30和设置壳体主体30内且沿壳体主体30轴线顺序且同轴设置的 换向阀4C、换向控制装置5、动力缸6和增压缸7;进口过滤减压装置l的右 端与左接头2用卡箍连接(图中未绘出)，左接头2的右端与壳体主体30螺 纹连接并密封；右接头8与壳体主体30用螺纹连接并密封，右接头8的右端 与增压出口配水接头9的左端用卡箍连接(图中未绘出)，在右接头8内装有 紧定套81，它与左接头把换向阀4C、动力缸6和增压缸7压接在壳体主体30 内。泵站管网来的压力水通过左接头2进入泵主体3C后经管线32进入增压 缸7;由一辅助泵站(图中为示出)向动力缸6供应的补充动力液经换向阀4C 进入动力缸6;动力缸筒60的外表面与泵主体3C的内壁之间形成压力水流道 D，增压缸7的缸筒73与泵主体3C的内壁之间形成增压水的流道C，增压缸 7的右缸盖76上开有增压水流通过的E孔和F孔(见图15)，使增压缸7左腔的增压水通过F孔进入Cl腔，或使增压缸7右腔的增压水通过E孔进入 Cl腔，然后到达高压注水井。
本实施例的结构与实施例二基本相同。不同点为1)泵站管网来水只供 给增压缸7，即本增注泵只有增压输出一路，专向增压注水井注水，没有同时 向减压注水井注水的功能；2)补充动力液由特设的辅助泵站提供，经由相应 管线(图中未绘出)及壳体主体30上的进液弯管34进入换向阀4C的进液口 p,然后经流道A或B进入动力缸6的左腔或右腔；动力缸6作功后的乏动力 液通过换向阀4C的回流口 o经壳体主体30上的排液弯管35及相应管线流回 特设的辅助泵站。
采用上述实施例五与实施例六中的与辅助泵站组合实施注水时，由于辅助 泵站的泵仅提供动力缸做功所需的补充动力液，只需要一台较小泵即可，相比 较同等工作条件的现有电动增注泵而言，节能能达80%以上。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种地面水力增注泵，用于油田井下注水，其特征在于，包括进口过滤减压装置，其具有一过滤器和一带单向阀的减压阀，用以对泵站管网来水过滤并减压后输出；进液接头，与进口过滤减压装置的出水口连接；增压液出口接头；泵主体，其包括壳体主体、供液管线和设置在壳体主体内的沿其轴线顺序且同轴设置的换向阀、动力缸、换向控制装置和增压缸，其中，所述壳体主体一端连接所述进液接头，另一端连接所述增压液出口接头，所述供液管线与所述增压缸连接，所述换向阀上设置有第一流道、第二流道以及多个端口，所述第一流道、第二流道分别与所述动力缸的右、左缸体相通；与所述增压液出口接头连接的增压出口配水接头，其具有带单向阀的配水器。
2、 根据权利要求1所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述换向阀为二 位四通滑阀与包括两个进液阀芯、两个排液阀芯的插装阀的组合，所述二位四 通滑阀包括阀芯、阀体、以及设置于所述阀芯和阀体之间的阀套、配流导套， 其中，所述配流导套与所述阀体固连，所述阀套与所述阀芯固连，所述配流导套 与所述阀套之间滑动连接，以形成滑动面；所述第二流道和第一流道设置在所述阀体上；所述多个端口设置在所述阀套、配流导套和阀体上，且其中之一的端口与 所述进液接头连通；所述阀芯上设置有切换流道，以在所述换向控制装置作用下对所述多个端 口进行选择性连接；所述插装阀上具有与所述二位四通滑阀的多个端口对应的端口；所述阀芯上设置有阀芯定位机构。/
3、 根据权利要求1所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述换向阀为二 位四通滑阀，所述二位四通滑阀包括阀芯、阀体、以及设置于所述阀芯和阀体 之间的阀套、配流导套，其中，所述配流导套与所述阀体固连，所述阀套与所述阀芯固连，所述配流导套与所述阀套之间滑动连接，以形成滑动面；所述第二流道和第一流道设置在所述阀体上；所述多个端口设置在所述阀套、配流导套和阀体上，且其中之一的端口与 所述进液接头连通；所述阀芯上设置有切换流道，以在所述换向控制装置作用下对所述多个端 口进行选择性连接；所述阀芯上设置有阀芯定位机构。
4、 根据权利要求2所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述泵主体还包 括一输出三通接头，所述输出三通接头的其中一个接头与所述插装阀的多个端 口之中的回流口相通。
5、 根据权利要求3所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述泵主体还包 括一输出三通接头，所述输出三通接头的其中一个接头与所述二位四通滑阀的 多个端口之中的回流口相通。
6、 根据权利要求4或5所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述供液管 线与所述进液接头相通。
7、 根据权利要求4所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述供液管线与 所述插装阀的多个端口之中的回流口相通。
8、 根据权利要求5所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述供液管线与 所述二位四通滑阀的多个端口之中的回流口相通。
9、 根据权利要求1所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述换向阀为二 位四通滑阀与包括两个进液阀芯、两个排液阀芯的插装阀的组合，所述二位四 通滑阀包括阀芯、阀体、以及设置于所述阀芯和阀体之间的阀套、配流导套， 其中，所述配流导套与所述阀体固连，所述阀套与所述阀芯固连，所述配流导套 与所述阀套之间滑动连接，以形成滑动面；所述第二流道和第一流道设置在所述阀体上；所述多个端口设置在所述阀套、配流导套和阀体上，且其中之一的端口与 一辅助泵站连接，以由所述辅助泵站通过所述换向阀向所述动力缸提供动力 液；所述阀芯上设置有切换流道，以在所述换向控制装置作用下对所述多个端口进行选择性连接；所述插装阀上具有与所述二位四通滑阀的多个端口对应的端口； 所述阀芯上设置有阀芯定位机构。
10、 根据权利要求9所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述辅助泵站 与所述插装阀的多个端口之中的回流口相通。
11、 根据权利要求1所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述换向阀为 二位四通滑阀，所述二位四通滑阀包括阀芯、阀体、以及设置于所述阀芯和阀 体之间的阀套、配流导套，其中，所述配流导套与所述阀体固连，所述阀套与所述阀芯固连，所述配流导套 与所述阀套之间滑动连接，以形成滑动面；所述第二流道和第一流道设置在所述阀体上；所述多个端口设置在所述阀套、配流导套和阀体上，且其中之一的端口与 一辅助泵站连接，以由所述辅助泵站通过所述换向阀向所述动力缸提供动力 液；所述阀芯上设置有切换流道，以在所述换向控制装置作用下对所述多个端 口进行选择性连接；所述阀芯上设置有阀芯定位机构。
12、 根据权利要求ll所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述辅助泵站 与所述二位四通滑阀的多个端口之中的回流口相通。
13、 根据权利要求10或12所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述供 液管线与所述进液接头相通。
14、 根据权利要求1所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述过滤器的 进水一侧设置所述减压阀，出水一侧设置有压差显示器。
15、 根据权利要求4或5所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述三通接头的另外两个接头分别连接有带单向阀的配水器。
16、 根据权利要求4、 5、 10或12所述的地面水力增注泵，其特征在于，所述增压缸包括增压缸筒，活塞活塞杆总成，设置于所述增压缸筒两端的左、 右缸盖，以及具有内腔且右端封闭的隔套，其中，所述左、右缸盖上均设置一进液口和一出液口，所述进液口与所述供液管线相通，所述进液口和所述出液口上又均具有单向阀，所述进液口和出液口上的单向阀又设置于所述左、右缸盖内；所述活塞活塞杆总成中的活塞杆为与所述回流口相通的空心活塞杆，所述 空心活塞杆的尾段容置于所述隔套的内腔内。
全文摘要
一种地面水力增注泵，用于油田井下注水，包括进口过滤减压装置，其具有一过滤器和一带单向阀的减压阀；进液接头，与进口过滤减压装置的出水口连接；增压液出口接头；泵主体，其包括壳体主体、供液管线和设置在壳体主体内的沿其轴线顺序且同轴设置的换向阀、动力缸、换向控制装置和增压缸，壳体主体一端连接进液接头，另一端连接增压液出口接头，供液管线与增压缸连接，换向阀上设置有第一流道、第二流道以及多个端口，第一流道、第二流道分别与动力缸的右、左缸体相通；与增压液出口接头连接的增压出口配水接头，其具有带单向阀的配水器。本发明的地面水力增注泵不仅能满足各种注水井的注水要求，而且使用寿命长、高效节能。
文档编号E21B43/00GK101545470SQ20091008204
公开日2009年9月30日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者李洪敏 申请人:李洪敏