螺杆泵的性能作用及工作寿命重要途径

发布时间：2018-05-13

螺杆泵是一种非常   的泵，它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。具有流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、、寿命长、工作等优点。能输送高粘度介质，且输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感。所以在当今广为使用。

由于井下单螺杆泵的作用，70年代初就有人进行了开采高粘原油的试验。至今，已比较普遍地在高粘度、高含砂量、高油气比的原油开采中推广应用。近年来，美洲和欧洲几家公司又在不断改进，使螺杆泵的应用范围又有所扩大，可用于高含水(含水率80%以上)深井等机械采油上。

1、前苏联地面驱动螺杆泵技术的发展

前苏联从50年代中期开始研制采油用井下单螺杆泵。于1973年成批投入生产，在生产采油用单螺杆泵方面，目前已形成系统。在前苏联巴西基里亚、古比雪夫和西西伯利亚等主要油矿的现场应用表明，螺杆泵在井下连续工作时间   长可达两年九个月左右。一般在一年左右。在姆哈诺夫斯克油田使用螺杆泵时，在油气比高达400的条件下，无故障工作长达477d。在高粘度油藏油井中一般都用小排量和中等排量的螺杆泵，泵效可达70%。在粘度为1400Pa一的油井条件下工作免修期可达340d。随着小尺寸单螺杆泵的研制成功，又地扩大了它在定向井和多眼油井中的应用。近年来乌发石油学院研制了一种与其他   不同类型的地面驱动螺杆泵装置。该装置的特点是管柱和沉没泵轴的旋转频率低，视采油条件的不同而变化，其变化范围在4^-100r/min之间。同时由于减小振动和表面磨损，提高了管柱和沉没泵工作的性。这种泵减小了泵入口的水力摩阻，因而可工作腔的充满程度，并在抽粘度达10Pa.S的地层液体时可提高沉没泵的容积效率。1987^1988年在沥青矿上进行了试验，证明了该装置的工作性。1981年10月起在奥哈油田用该装置进行了两口井的工作性能开采试验。根据试验得出如下结论：(1)所研制的地面驱动螺杆泵能够开采高粘液体；(2)应用这种装置可降低地面装置的金属用量，减轻设备安装的劳动强度，节约油田基本建设投资；(3)这种型号的装置可广泛用于低压浅井和地层液体粘度不大于10Pa.S的油井生产，同时还可用于高机械杂质含量和高油气比的油井中。

采油螺杆泵作为一种广泛用于高产稠油井开采的采油机械已有20的历史。螺杆泵的结构简单，特别适合于高粘度、高含砂量的油井，并且有较高的工作效率。目前国内已经具备独立生产各型螺杆泵的条件，由于材料缺陷，其扬程、寿命均与同型号的   产品存在差距。螺杆泵定子材料受多种因素的影响，引起橡胶的物理性质发生变化，使橡胶过早老化，缩短了螺杆泵的工作寿命，限制了螺杆泵的使用范围。螺杆泵定子橡胶材料的改进和螺杆泵结构的优化设计，是提高采油螺杆泵性能和工作寿命的重要途径。

2、螺杆泵的结构和工作原理

螺杆泵是一种螺旋杆齿轮泵，其基本构件是转子和定子。转子是一个有平滑螺纹槽的单头螺杆，其横截面为圆形，圆心与螺杆的回转   存在偏心距。转子一般由结构钢制造，并镀铬。定子是一个有平滑螺纹槽的双头螺母，由钢制外壳和耐油、的橡胶内衬粘结而成，其内径与转子外径相等，导程和偏心距都是转子的2倍。这样，在定子的内螺旋面和转子表面间就形成一个一个的封闭腔室。当定子一转子副中靠近吸入端的一个腔室的容积增加时.在它和吸入端的压力差作用下，油流便进入一个腔室。随着转子的转动，这个腔室开始封闭，并向排出端移动。就这样，油液通过一个一个封闭的腔室从吸入端推挤到排出端，压力不断升高，排量非常均匀。

3、影响螺杆泵工作寿命的因素

橡胶弹性内衬材料承受的负荷有转子对它的挤压、定子和转子之间的高速滑动摩擦、转子绕定子轴线行星回转时产生的离心力对定子内衬的冲击；摩擦和冲击机械能产生的热能，使内衬橡胶温度升高。由于橡胶为绝缘体，热量不能   扩散.再加上井下温度的作用.热能   终影响合成橡胶的物理性质，使橡胶老化变脆，在转子的交变载荷和流体压力作用下逐渐失去弹性。橡胶内衬材料产生的裂纹逐渐增多，   终形成橡胶碎片，导致定子失效。油井中的砂子具磨砺性，对泵、杆柱和油管均造成磨损。原油中含有相当数量的芳香族、HZS和COZ气体。芳香族化合物使定子膨胀，HZS和COZ气体会使定子橡胶脆化、硬化，以致破坏。