專利名稱：清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田注水裝置，特別涉及一種清水污水混注的密閉無罐油田
注水裝置。
背景技術(shù)：
油田注水是我國(guó)油田開發(fā)的一種十分重要的開采方式，油田注水的目的是保證油 層壓力和補(bǔ)充底層能量，提高油藏采油速度和采收率，促使油井生產(chǎn)出更多的原油。油田注 水裝置是注水系統(tǒng)的重要組成部分，隨著注水開發(fā)的不斷調(diào)整，油田區(qū)塊配注水量和水資 源也隨之發(fā)生變化，因此設(shè)置適應(yīng)不同注水需求的油田注水裝置是油田注水的重要環(huán)節(jié)。 另外，油田注水由于水質(zhì)所引起的損害包括兩個(gè)基本因素注水地層自身的巖性與它所含 流體特性；注入水的水質(zhì)。前者是客觀存在的，是引起地層損害的潛在因素，而后者是誘發(fā) 地層損害發(fā)生的外部因素，是可以通過主觀努力來控制的。因此，控制注入水水質(zhì)，采用合 理注水強(qiáng)度是減少注水損害的技術(shù)關(guān)鍵。圖1為現(xiàn)有技術(shù)油田注水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，傳統(tǒng)的油田注水裝置 包括注水泵11、注水泵電機(jī)12、增壓泵13、增壓泵電機(jī)14、水罐15。水罐15的出口與注水 泵11的入口之間的管道上設(shè)置有增壓泵13，增壓泵入水管道和出水管道之間設(shè)置有旁通 閥17，用于當(dāng)增壓泵13不工作時(shí)，注入水從水罐15經(jīng)過旁通17進(jìn)入注水泵11。注水泵 11的出口與水罐15之間設(shè)置有回流通道16，當(dāng)泵啟動(dòng)或停機(jī)時(shí)，從注水泵11出口流出的 水量經(jīng)過回流管道16回收到水罐15內(nèi)。當(dāng)油田注水裝置的注水管網(wǎng)比較復(fù)雜，從注入水 進(jìn)水罐15后再被注入增壓泵13、注水泵11以及管線，這樣壓力損失比較大，不利于節(jié)省能 源；而且，當(dāng)注入水在水罐15儲(chǔ)存時(shí)間過長(zhǎng)，空氣中的氧氣溶解于注入水，容易造成注入水 細(xì)菌超標(biāo)，惡化水質(zhì)。另外，雖然現(xiàn)有的油田注水裝置已有開始使用無罐注水的形式，防止了水質(zhì)惡化 的現(xiàn)象發(fā)生，但是這些無罐注水裝置一般只針對(duì)某一水源設(shè)置，不能適應(yīng)多種水源注入的 需求和不同注水量的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于清水提升泵的出口管道與污水提升泵的出 口管道并聯(lián)匯合后，再通過管道與注水泵串聯(lián)的清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置， 以防止水污染，同時(shí)能適應(yīng)多種水源注入的需求，能滿足不同注水量的需求。本實(shí)用新型的清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，包括污水提升泵、清水水 源泵、清水提升泵、注水泵、變頻器和控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)包括一控制器；變頻器包括清水水源泵變頻器、清水提升泵變頻器、污水提升泵變頻器以及注水 泵變頻器，分別用于根據(jù)控制器的輸出信號(hào)控制清水水源泵、清水提升泵、污水提升泵以及 注水泵的速度；
3[0009]清水提升泵的出口管道與污水提升泵的出口管道并聯(lián)后，再通過管道與注水泵串 聯(lián)連接；清水水源泵與清水提升泵之間的管道上，并聯(lián)設(shè)置有一分支管道，分支管道上設(shè)
置有一清水罐。本實(shí)用新型的清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，清水水源泵變頻器根據(jù)控 制器的輸出信號(hào)控制清水水源泵的轉(zhuǎn)速，對(duì)清水罐的液位、清水提升泵注入的水的流量和 壓力進(jìn)行控制；清水提升泵變頻器、污水提升泵變頻器以及注水泵變頻器根據(jù)控制器的輸 出信號(hào)控制清水提升泵、污水提升泵和注水泵的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)注水泵輸入、輸出的水的 流量和壓力的控制，最終實(shí)現(xiàn)各提升泵輸出的水的流量、壓力與注水泵的輸出的水的流量、 壓力的動(dòng)態(tài)平衡，使系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)注水。本清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，沒有采用污水罐，整個(gè)注水過程是在 密閉的環(huán)境下進(jìn)行的，避免了空氣中的氧溶解于注入污水而造成污水中細(xì)菌超標(biāo)、惡化水 質(zhì)的現(xiàn)象；同時(shí)，清水污水混注，以及清水水源直接注入或者經(jīng)清水罐注入清水提升泵，適 應(yīng)了從不同類型水源注入水的要求以及滿足了所需不同注水量的要求。下面通過附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)油田注水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖， 如圖2所示，本實(shí)用新型的清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置包括清水水源泵201、 清水提升泵202、污水提升泵203、注水泵204、變頻器和控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)包括一控制器 40 ；變頻器包括清水水源泵變頻器301、清水提升泵變頻器302、污水提升泵變頻器303以 及注水泵變頻器304，分別用于根據(jù)控制器40的輸出信號(hào)控制清水水源泵201、清水提升泵 202、污水提升泵203以及注水泵204的速度；清水提升泵202的出口管道與污水提升泵203 的出口管道并聯(lián)匯合后，再通過管道與注水泵204串聯(lián)連接；清水水源泵201與清水提升泵 202之間的管道上，并聯(lián)設(shè)置有一分支管道，分支管道上設(shè)置有一清水罐50?？刂破?0為速度控制器、速度轉(zhuǎn)換開關(guān)或智能控制芯片，根據(jù)用戶的要求和/或 現(xiàn)場(chǎng)工況，清水水源泵201可以設(shè)計(jì)一臺(tái)或多臺(tái)，用于從一路或多路清水水源將清水輸送 到清水提升泵202 ；清水水源泵變頻器301根據(jù)控制器40的輸出信號(hào)控制各清水水源泵 201的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)清水罐50的液位、清水提升泵202的入水流量和壓力進(jìn)行控制。 清水提升泵變頻器302、污水提升泵變頻器303以及注水泵變頻器304根據(jù)控制器40的輸 出信號(hào)分別控制清水提升泵202、污水提升泵203和注水泵204的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)注水泵 204輸入、輸出的水的流量和壓力的控制及匹配，最終實(shí)現(xiàn)各提升泵輸出的水的流量、壓力 與注水泵204輸出的水的流量、壓力的動(dòng)態(tài)平衡，使系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)注水。本清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，沒有采用污水罐，整個(gè)注水過程是在 密閉的環(huán)境下進(jìn)行的，因而避免了空氣中的氧溶解于注入污水而造成污水中細(xì)菌超標(biāo)、惡化水質(zhì)的現(xiàn)象；同時(shí)，清水污水混注，以及清水水源直接注入和/或者經(jīng)清水罐50注入清水 提升泵202，適應(yīng)了多種水源注入需求以及滿足了不同注水量的需求。較優(yōu)地，為實(shí)現(xiàn)對(duì)油田注水的自動(dòng)控制，本清水污水混注的密閉無罐油田注水裝 置的控制器40采用PLC、智能儀表或其他能實(shí)現(xiàn)一定控制方法的工控機(jī)的任何一種。注水 泵204的入口管道設(shè)置有閥門604、流量計(jì)701和壓力檢測(cè)儀801，注水泵204的出口管道 上設(shè)置有閥門605、流量計(jì)702和壓力檢測(cè)儀802，上述各閥門、流量計(jì)和壓力檢測(cè)儀通過信 號(hào)線與控制器40相連，通過信號(hào)線將各流量計(jì)和壓力檢測(cè)儀檢測(cè)到的測(cè)量值輸出到控制 器40，控制器40將閥門控制信號(hào)輸出到各閥門以控制各閥門的開度；各清水水源泵201的 出口管道上分別設(shè)置有一閥門601，從而可以選擇從一路或多路清水水源注水；清水水源 泵201與清水提升泵202的管道上設(shè)置有閥門602，分支管道上設(shè)置的清水罐50的入口和 出口管道上分別設(shè)置有閥門606和閥門607，從而可以選擇由清水水源泵201直接輸送水到 清水提升泵202的方式注水或?qū)⑶逅斎氲角逅?0后再將水輸送到清水提升泵202的 方式，或者兩種方式結(jié)合的注水方式；污水提升泵203的入水管道上設(shè)置有閥門603。上述實(shí)施例中各流量計(jì)和壓力檢測(cè)儀為本油田注水裝置的控制系統(tǒng)的檢測(cè)單元， 檢測(cè)單元將檢測(cè)到的各管道中水的流量測(cè)量值和壓力測(cè)量值，通過信號(hào)線將各測(cè)量值輸出 到控制系統(tǒng)的控制器40。根據(jù)具體的工況，控制器40設(shè)定各管道中水的流量參考值和壓力 參考值，控制器40中的算術(shù)邏輯單元將各參考值與接收到的相應(yīng)的各測(cè)量值作比較，得到 相應(yīng)的差值和/或差值變化率，針對(duì)各測(cè)量值、參考值、差值和/或差值變化率采用PID控 制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其他智能控制方法，得到各變頻器的控制信號(hào)和各閥門的控制信 號(hào)，并將各變頻器的控制信輸出到相應(yīng)的變頻器以控制相應(yīng)各泵的速度，將各閥門的控制 信號(hào)輸出到相應(yīng)的閥門以控制相應(yīng)各閥門的開度。 清水水源泵變頻器301根據(jù)控制器40輸出的控制信號(hào)，控制各清水水源泵201的 速度，以進(jìn)一步控制清水罐50的液位和注入清水提升泵202的水的流量和壓力，以實(shí)現(xiàn)對(duì) 注水泵204的入口管道和出口管道中水的流量和壓力的控制；污水提升泵變頻器303根據(jù) 控制器40輸出的控制信號(hào)控制污水提升泵203的速度。控制器40輸出的各閥門控制信號(hào) 控制相應(yīng)各閥門的開度，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)注水泵204入口管道和出口管道中水的流量和壓 力的控制。從而實(shí)現(xiàn)了各提升泵輸出的水的流量和壓力與注水泵204輸出的注水流量和壓 力的動(dòng)態(tài)平衡，使系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)注水，同時(shí)也增加了油田注水時(shí)注入的水的流量和壓力調(diào) 節(jié)的靈活性。更優(yōu)地，為了使注水泵204的入口管道的注入的水的流量和壓力高于設(shè)定的下限 值，并低于設(shè)定的上限值，從而更好地保證注水泵204的安全，滿足正常注水的要求，本油 田注水裝置的控制系統(tǒng)設(shè)置有一連鎖保護(hù)單元。當(dāng)注水泵204的入口管道上的流量計(jì)701 測(cè)量的流量值或壓力檢測(cè)儀801測(cè)量的壓力值低于設(shè)定的相應(yīng)的下限值，或者高于設(shè)定的 相應(yīng)的上限值時(shí)，連鎖保護(hù)單元輸出開關(guān)控制信號(hào)到各泵和閥門，關(guān)閉各泵和閥門，使整個(gè) 注水裝置停止運(yùn)行，從而進(jìn)一步確保注水裝置的安全。此連鎖保護(hù)單元可以通過控制器40 用軟件來實(shí)現(xiàn)，也可以通過邏輯控制電路來實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件和邏輯控制電路相結(jié)合 來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步地，為了防止污水注入水中夾帶的過大的雜質(zhì)進(jìn)入泵體，造成對(duì)泵體過流 部件的損壞，污水提升泵203的入口管道上設(shè)置有一過濾器90。[0024] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限 制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案 范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，其特征在于包括污水提升泵、清水 水源泵、清水提升泵、注水泵、變頻器和控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)包括一控制器；所述變頻器包括清水水源泵變頻器、清水提升泵變頻器、污水提升泵變頻器以及注水 泵變頻器，分別用于根據(jù)所述控制器的輸出信號(hào)控制所述清水水源泵、所述清水提升泵、所 述污水提升泵以及所述注水泵的速度；所述清水提升泵的出口管道與所述污水提升泵的出口管道并聯(lián)后，再通過管道與所述 注水泵串聯(lián)連接；所述清水水源泵與所述清水提升泵之間的管道上，并聯(lián)設(shè)置有一分支管道，所述分支 管道上設(shè)置有一清水罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，其特征在于所述 注水泵的入口管道和出口管道上均設(shè)置有閥門、壓力檢測(cè)儀和流量計(jì)；各閥門、流量計(jì)和壓力檢測(cè)儀通過信號(hào)線與所述控制器相連，通過信號(hào)線將各流量計(jì) 和壓力檢測(cè)儀檢測(cè)到的測(cè)量值輸出到所述控制器；所述控制器為PLC或智能儀表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，其特征在于 所述清水水源泵為一臺(tái)或多臺(tái)，用于從一路或多路清水水源將清水輸送到所述清水提升泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，其特征在于各所 述清水水源泵的出口管道上分別設(shè)置有一閥門，所述清水水源泵與所述清水提升泵之間的 管道上以及所述清水罐的入口和出口管道上均設(shè)置有一閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，其特征在于所述 控制系統(tǒng)還包括一連鎖保護(hù)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，其特征在于所述 污水提升泵的入口管道上設(shè)置有一過濾器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置，包括污水提升泵、清水水源泵、清水提升泵、注水泵、變頻器和控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)包括一控制器；變頻器包括清水水源泵變頻器、清水提升泵變頻器、污水提升泵變頻器以及注水泵變頻器，分別用于根據(jù)控制器的輸出信號(hào)控制清水水源泵、清水提升泵、污水提升泵以及注水泵的速度；清水提升泵的出口管道與污水提升泵的出口管道并聯(lián)后，再通過管道與注水泵串聯(lián)連接；清水水源泵與清水提升泵之間的管道上，并聯(lián)設(shè)置有一分支管道，分支管道上設(shè)置有一清水罐。本清水污水混注的密閉無罐油田注水裝置有效防止了水污染，同時(shí)適應(yīng)了多種水源注入的需求，并滿足了不同注水量的需求。
文檔編號(hào)E21B43/20GK201865651SQ20102061301
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者吳九輔, 李岳武 申請(qǐng)人:陜西天程石化設(shè)備有限公司