在油田的连续开采过程中,油层能量降低,为补充油层所缺失的能量并维持油层压力不变,油田进行注水开发是对油田进行稳产的主要措施之一。针对目前油田注水设备能耗高和对注水压力调配不合理的难题,根据胜利油田孤岛采油厂的注水工况,本文设计了节能注水增压装置。该装置通过机械式换向阀来控制装置内部液流流向,从而控制活塞左右行程的切换,完成换向任务,双作用柱塞增压泵中活塞推动柱塞运动,柱塞对缸内液流进行做功完成增压任务,在不引入大功率动力源的基础上,就可实现对欠注井口的增注。首先对国内各大油田的注水现场进行调研,对国内外注水增压设备进行比较,根据胜利油田孤岛采油厂的注水现状和注水要求,拟定了节能注水增压装置的设计方案,在分析比较两方案后,确定了本文所用方案。根据油田注水工况,初步确定了装置参数,对主要零件的选用做出说明。其次,对机械式换向阀和双作用柱塞增压泵中的核心零部件做了详细的理论计算和结构设计,对装置中主要零部件进行结构静力学分析,证明零部件的强度满足使用要求,采用流体分析软件对机械式换向阀内的流场进行仿真分析,根据分析结果确定矩形槽口的阀芯设计方案,运用计算机仿真软件对液压系统进行仿真分析,计算了活塞运动速度、位移和高压输出液流的压力,证明该装置运行工作时具有可靠的稳定性。最后,根据零件的加工图纸和整体装配图纸,完成了样机的加工和装配工作,在室内完成了压力试验和摩擦试验,证明该装置具有在设计压力下安全运行所必需的承压能力、良好的密封性和摩擦损耗。