專利名稱：數(shù)控液動(dòng)計(jì)量配注高分子泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油田注水系統(tǒng)的配注高分子聚合物的水泵，屬于石油開采供水設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
我國(guó)的許多油田需要在開采石油的同時(shí)，往地層內(nèi)注水，以保持地層內(nèi)部壓力的恒定或基本不變。為了改善油田注水效果，現(xiàn)在在注水的同時(shí)還附加配注高分子聚合物，也就是在高壓注水系統(tǒng)中按照一定比例定量配注某些高分子聚合物。為此，需要對(duì)高分子聚合物的流量進(jìn)行控制，以保證配注比例;同時(shí)又要對(duì)它提供輸送能量。由于高分子聚合物的分子鏈非常容易被切斷，若使用普通的高壓計(jì)量泵，由于結(jié)構(gòu)方面的原因，混有高分子聚合物的液體在流道中不能始終保持層流狀態(tài)流動(dòng)，因此，在配注過(guò)程中會(huì)不同程度地使聚合物的分子鏈被切斷，影響配注效果，而且，配注時(shí)的流量計(jì)量也需要專門計(jì)量設(shè)備才能完成。即需要兩臺(tái)設(shè)備才能完成上述工作，控制復(fù)雜，能耗大，還效果不盡如意。
本發(fā)明的目的是提供一種集計(jì)量和輸送為一體的高分子配注泵，使用數(shù)字控制，在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中用于油田注水。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成如

圖1所示它是由數(shù)控電力拖動(dòng)裝置和液動(dòng)增壓配注裝置兩部分構(gòu)成的，前者是由一個(gè)由可變頻電源1B控制的數(shù)控稀土永磁電機(jī)1A驅(qū)動(dòng)齒輪泵2，以及裝于液動(dòng)缸筒3、4處的兩個(gè)磁敏位移傳感器9、10和控制高壓三通閥7A、7B動(dòng)作的數(shù)控執(zhí)行器8構(gòu)成，后者是有兩個(gè)用無(wú)縫鋼管制成的高壓液動(dòng)缸筒3、4，兩個(gè)缸筒內(nèi)分別裝有一個(gè)鐵芯橡膠活塞5、6把缸體分隔成兩個(gè)部分，其下部是甘油11，與齒輪泵2構(gòu)成通路，上部是配注高分子聚合物的高壓水12，通過(guò)兩個(gè)高壓三通閥7A、7B與進(jìn)、出口13、14交替構(gòu)成通路，傳感器9、10和數(shù)控執(zhí)行器8，可變頻電源1B的適配模塊都插在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面1C里的插槽中，接口介面1C通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口與可與其他測(cè)控設(shè)備共用的中央控制計(jì)算機(jī)1D相連。
本發(fā)明是采用當(dāng)代高技術(shù)成果，用數(shù)控電力拖動(dòng)系統(tǒng)作為本裝置的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，同時(shí)，將傳統(tǒng)的高壓計(jì)量泵的計(jì)量、液流換向、機(jī)械傳動(dòng)等功能，都由原來(lái)的機(jī)械方法改為用電子信息技術(shù)來(lái)處理，這樣就可以用少量簡(jiǎn)單的機(jī)械部件，就構(gòu)成了一種集計(jì)量、監(jiān)控、泵液三種功能于一體的新型液動(dòng)設(shè)備。
本發(fā)明的工作原理如下由數(shù)控稀土永磁電機(jī)1A、可變頻逆變電源1B、標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制接口介面1C和控制計(jì)算機(jī)1D構(gòu)成的是一種全數(shù)控電力拖動(dòng)裝置(已申請(qǐng)專利，專利申請(qǐng)?zhí)?2100001.4)，它是利用控制計(jì)算機(jī)1D根據(jù)程序設(shè)定的策略、實(shí)時(shí)隨機(jī)發(fā)出控制指令，通過(guò)接口介面1C使可變頻逆變電源1B把從供電網(wǎng)饋入的工頻交流電變成頻率、相位都可變的交流電輸出，它不僅可以被控改變輸出電流的頻率和相位關(guān)系，還可以被控改變輸出電流的大小。而數(shù)控稀土永磁電機(jī)又是一種轉(zhuǎn)速范圍很廣、機(jī)械特性特硬的同步電機(jī)，上述全數(shù)控電力拖動(dòng)裝置可以實(shí)時(shí)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、加速度、方向、扭矩、行程都實(shí)行隨機(jī)控制，實(shí)際上也就是對(duì)與電機(jī)1A裝成一體的齒輪泵2的輸出狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)隨機(jī)的定量輸出控制。齒輪泵2的進(jìn)出口與高壓液動(dòng)缸筒3、4中被鐵芯橡膠活塞5、6分隔而成的兩個(gè)下半部缸體中充滿的甘油(或其他具有等同功能的動(dòng)力液)構(gòu)成通路，齒輪泵2的轉(zhuǎn)速可以從0到最大轉(zhuǎn)速之間進(jìn)行正反向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)泵2正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，(如附圖所示)將動(dòng)力液甘油從缸筒3泵向缸筒4，活塞5下行，活塞6上行，同時(shí)在數(shù)控執(zhí)行器8的控制下，流道平滑的高壓三通閥7A使含有高分子聚合物的水從進(jìn)口13處吸入并導(dǎo)向缸筒3，而三通閥7B則使在缸筒4里受活塞頂壓而獲取輸送能量的含有高分子聚合物的高壓水與出口14連通，被配注到油田地層里。此時(shí)，缸筒3處于進(jìn)液狀態(tài)，缸筒4處于排液狀態(tài)。當(dāng)活塞5下行到達(dá)磁敏位移行程傳感器10的位置時(shí)，傳感器10的適配模塊通過(guò)接口介面1C向控制計(jì)算機(jī)1D發(fā)出訊號(hào)，在計(jì)算機(jī)1D的統(tǒng)一指令下，數(shù)控執(zhí)行器8動(dòng)作，使三通閥7A、7B置換位置，泵2反向旋轉(zhuǎn)。這樣，上述過(guò)程被翻轉(zhuǎn)而進(jìn)行，即缸筒4處于進(jìn)液狀態(tài)，而缸筒3處于排液狀態(tài)。如是交替進(jìn)行就構(gòu)成一個(gè)工作循環(huán)。
由于是通過(guò)動(dòng)力液的傳遞而使含有高分子聚合物的高壓水獲取輸送能量的，可使高分子聚合物在流道中始終保持層流狀態(tài)，并確保聚合物分子鏈不遭破壞，并且流程簡(jiǎn)單，機(jī)械結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，整個(gè)操作運(yùn)行實(shí)行機(jī)電一體化控制，毋需專人管理、維修，其能耗也比傳統(tǒng)的計(jì)量泵低得多，可以大量節(jié)能。數(shù)控裝置通過(guò)設(shè)置齒輪泵2的轉(zhuǎn)速，可達(dá)到控制和計(jì)量它的流量的目的，再通過(guò)計(jì)算機(jī)的換算和積分，就可以計(jì)算出所排出的含有高分子聚合物的高壓水總量。而計(jì)算機(jī)又是與其他測(cè)控設(shè)備共用的，在其標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口介面中可以插入其他適配模塊，對(duì)其他參數(shù)進(jìn)行測(cè)量或控制，構(gòu)成一個(gè)油井開采作業(yè)的機(jī)電一體化測(cè)控系統(tǒng)。本發(fā)明也可用于化工系統(tǒng)中類似用途的其他工作。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控液動(dòng)計(jì)量配注高分子泵，其特征在于它是由數(shù)控電力拖動(dòng)裝置和液動(dòng)增壓配注裝置兩部分構(gòu)成的，前者是由一個(gè)由可變頻電源1B控制的數(shù)控稀土永磁電機(jī)1A驅(qū)動(dòng)齒輪泵2，以及裝于液動(dòng)缸筒3、4處的兩個(gè)磁敏位移傳感器9、10和控制高壓三通閥7A、7B動(dòng)作的數(shù)控執(zhí)行器8構(gòu)成，后者是有兩個(gè)用無(wú)縫鋼管制成的高壓液動(dòng)缸筒3、4，兩個(gè)缸筒內(nèi)分別裝有一個(gè)鐵芯橡膠活塞5、6把缸體分隔成兩個(gè)部分，其下部是甘油11，與齒輪泵2構(gòu)成通路，上部是配注高分子聚合物的高壓水12，通過(guò)兩個(gè)高壓三通閥7A、7B與進(jìn)、出口13、14交替構(gòu)成通路，傳感器9、10和數(shù)控執(zhí)行器8，可變頻電源1B的適配模塊都插在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面1C里的插槽中，接口介面1C通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口與可與其他測(cè)控設(shè)備共用的中央控制計(jì)算機(jī)1D相連。
全文摘要
一種數(shù)控液動(dòng)計(jì)量配注高分子泵，是由全數(shù)控電力拖動(dòng)裝置和齒輪泵，兩個(gè)高壓液動(dòng)缸筒、鐵芯橡膠活塞、高壓三通閥、磁敏位移行程傳感器等液壓部件構(gòu)成的集計(jì)量、監(jiān)控、泵液功能于一體的新型機(jī)電一體化設(shè)備。通過(guò)泵送動(dòng)力液的傳遞，使含有高分子聚合物的高壓水配注油田地層里。結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)可靠，使聚合物在流道中始終保持層流狀態(tài)，其分子鏈不受破壞，能耗少，是一種比較理想的油田注水設(shè)備。
文檔編號(hào)E21B43/20GK1079026SQ9210376
公開日1993年12月1日 申請(qǐng)日期1992年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月21日
發(fā)明者石行 申請(qǐng)人:北京市西城區(qū)新開通用試驗(yàn)廠