螺杆泵容积效率考虑因素及要求

发布时间：2018-04-08

螺杆泵属于容积式转子泵，它是由泵内螺杆齿形与泵套形成的若干密封腔的位移来吸入和排出液体的。螺杆泵内两个相邻密封腔间没有理论泄漏通道的称为严格密封型螺杆泵，反之为非严格密封型螺杆泵。

椐目前的实际应用及有关资料显示，螺杆泵的应用范围很广，它的特点是流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、、寿命长、体积小、工作。突出的优点是输送介质时不形成涡流、可输送粘度范围宽广的各种介质，既可以输送各种粘度的润滑性或腐蚀性介质，也可以输送各种粘度的非牛顿液体，还可以气液混输、固液混输。它广泛应用于海上平台工程、石油化工、航运、电力、机械液压系统、食品、造纸、制糖和污油处理等工业部门。

说螺杆泵可以输送任何介质。当然不是说某一种螺杆泵可输送所有的介质，而是根据介质的特性和性能参数数要求可以选择螺杆泵的不同类型。螺杆泵按螺杆数目通常分为单螺杆泵、双、三螺杆泵各有优点，在推广应用螺杆泵时   有选择，只有充分利用其各自的特点，才能   好的实现节能、节材、增效益或满足某种要求。

提高螺杆泵容积效率可从以下几个方面去考虑：

①提高螺杆泵定子橡胶耐油气性能，以达到减小螺杆泵定子橡胶溶胀量提高螺杆泵容积效率的目的；

②根据油井供液能力，合理选择泵型，使螺杆泵在合理的压差下工作，减小泵容积效率损失；③在泵的水力特性达标的前提下，尽可能减少螺杆泵定子注胶时的橡胶用量，也可以达到减小橡胶溶胀量，提高螺杆泵容积效率的目的。

1.选用合适的橡胶，提高螺杆泵定子橡胶耐油气性能，减小螺杆泵定子橡胶溶胀量在油井中，定子橡胶处于高温高压之下，这时油气中的低分子量的烃类、二氧化碳、硫化氢等气体易溶入橡胶，引起橡胶膨胀，物理性能下降。对几种橡胶材料抗溶胀性能的试验表明，以氢化高饱和丁睛(HNBR)为基料的橡胶抗溶胀性能，氢化高饱和丁睛橡胶是由丙烯睛含量约为34%一38%、门尼粘度约为50的丁睛胶在溶剂中溶解，用催化剂在   温度下进行氢化反应而得。试验压力为20MPa，温度150℃，试验用气体为的甲烷和3%的二氧化碳。另外，螺杆泵在井下工作时，为获得容积泵特性，定转子间存在过盈，在运转过程中，定子橡胶处于周期性被挤压状态。为把井液举升到地面，定子橡胶也承受着高压井液的挤压。HNBR(氢化高饱和丁睛)耐挤压性比NBR(丁睛橡胶)   好。而目前国产采油螺杆泵定子使用的传统橡胶材料为丁睛橡胶NBR，其综合性能指标远不如HNBR橡胶。因采油螺杆泵的工作条件苛刻，如高温、高压、工作时间长、有腐蚀性介质、有磨蚀性介质、受周期性挤压力等，使传统的定子橡胶已临近其性能   。为了适应井下恶劣的工作条件，所以建议开展将HNBR橡胶用于螺杆泵的   试验工作，以提高橡胶抗溶胀、耐挤压性能，提高其综合性能和使用寿命。

2.根据油井供液能力合理选择泵型，使螺杆泵在合理的压差下工作，减小泵容积效率损失由分析知，随着举升高度的增加，泵的容积效率逐渐下降，漏失量逐渐增大，室内检测的容积效率与泵下井后的容积效率之间的差值逐渐减小，1号泵举升压力从OMPaI曾大到10.82MP。容积效率损失从24.14%下降到7.O7%，2号螺杆泵举升压力从0.03MPa增大到10.60MPa，容积效率损失从30.89%下降到一0.82%，3号螺杆泵举升压力从0.04MPa增大到10.50MPG容积效率损失从20.53%下降到一0.54%。这组试验数能够帮助解释为什么在举升压力小时，泵的实际容积效率比室内检测容积效率小得很多，下面分析产生这种结果的原因。螺杆泵定子橡胶在空腔压力小时，橡胶自由膨胀大，空腔变小，泵的容积效率比室内检测容积效率小得很多；螺杆泵定子橡胶在空腔压力大时，空腔内的压力迫使橡胶收缩，空腔压力增至到   值时，这种收缩量和溶胀量趋于相等，此时，泵的容积效率与室内检测容积效率趋于相等。这一特性在生产实际中有2方面的用途，一方面可根据举升压力lOMPa时容积效率65%左右的结论可得出这种泵的实际排量，使之与油井产能相匹配，满足供排协调，达到一个较高的系统效率。另一方面当泵出口压力升高，泵有一些液体漏失时，容积效率缓慢降低，定转子间的干摩擦变为有润滑摩擦，机械效率升高；当压力继续升高，有大量液体漏失时，容积效率开始大幅度下降，定转子之间的摩擦变为液体之间的摩擦，摩擦损失很小，机械效率很高。螺杆泵总效率的   区较宽，它的点大约在容积效率曲线的拐点处附近。在这一区域，容积效率开始下降，机械效率已接近大值，所以总效率。这一区域泵效高，定、转子之间磨损小，泵的寿命长，是泵的工作区域。