螺桿泵結構原理及選泵分析 李杰 1 目錄 螺桿泵選泵分析 概述 采油螺桿泵是一種高效 節能的采油設備 主要由地面驅動裝置和井下螺桿泵兩部分組成 地面驅動裝置將井口動力通過抽油桿的旋轉運動傳遞到井下 驅動井下螺桿泵進行工作 井下螺桿泵由轉子和定子兩部分組成 轉子是由高強度合金鋼材經過精細加工及表面鍍鉻而成 定子是在鋼管內注入彈性橡膠后加工而成 根據井況不同 可以選用多種橡膠配方 概述 5個優點 結構簡單 維護方便 節能效果明顯 一次性投資少 地面驅動螺桿泵采油 適應性強 地面驅動螺桿泵采油技術以能有效降低采油成本 提高采油效益等諸如抽油機柱塞泵 潛油電泵 水力活塞泵等機采方式無法比擬的優點而倍受國內外油田重視 并有望成為油田主要的機采方式之一 目錄 螺桿泵選泵分析 螺桿泵的結構原理和性能特點 什么是螺桿泵 螺桿泵又叫漸進式容積泵 由定子和轉子組成 兩者的螺旋形過盈配合形成連續密封的腔體 通過轉子的旋轉運動實現對介質的傳輸 螺桿泵的結構原理和性能特點 沿著螺桿泵的全長 在轉子外表面與定子橡膠襯套內表面間形成多個密封腔室 隨著轉子的轉動 在吸入端轉子與定子橡膠襯套內表面間會不斷形成密封腔室 并向排出端推移 最后在排出端消失 油液在吸入端壓差的作用下被吸入 并由吸入端推擠到排出端 壓力不斷升高 流量非常均勻 螺桿泵工作的過程本質上也就是密封腔室不斷形成 推移和消失的過程 螺桿泵的結構原理和性能特點 采油用螺桿泵是單螺桿式水力機械的一種 是擺線內嚙合螺旋齒輪副的一種應用 螺桿泵的轉子 定子副 也叫螺桿 襯套副 是利用擺線的多等效動點效應 在空間形成封閉腔室 并當轉子和定子作相對轉動時 封閉腔室能作軸向移動 使其中的液體從一端移向另一端 實現機械能和液體能的相互轉化 從而實現舉升作用 螺桿泵又有單頭 或單線 螺桿泵和多頭 或多線 螺桿泵之分 1 2結構2 3結構3 4結構4 5結構 螺桿泵的結構原理和性能特點 目前所應用的螺桿泵線數均采用N N 1形式 即定子的線數總是比轉子的線數多一線 這是由空間嚙合理論所決定的 螺桿泵的線數與螺桿數量是兩個根本不同的概念 不應混為一談 螺桿泵定轉子的線數 螺桿泵的結構原理和性能特點 螺桿泵三個重要的結構參數 在螺桿泵參數設計過程中 這三個基本結構參數的合理選擇及相互之間的合理配比顯得尤為重要 它們直接影響著螺桿泵的工作特性和使用壽命 e 轉子偏心距 mm D 轉子截圓直徑 mm T 定子導程 mm 螺桿泵有哪些結構參數 螺桿泵理論排量如何計算 現場應用中 根據選用泵的型號可計算出理論排量 公式如下 式中 Q 螺桿泵理論排量 m3 d q 螺桿泵每轉排量 ml r n 轉子轉速 r min 理論排量公式如下 螺桿泵的結構原理和性能特點 螺桿泵作為水力機械必須要滿足以下三點 1 定 轉子能夠互相匹配能夠滿足一般齒形嚙合運動的要求 2 轉子和定子襯套能夠保證密封性轉子和定子襯套間能形成多個密封腔室 以充滿工作液體 3 密封腔室能夠不斷推移轉子的轉動能夠使密封腔室連同其中的工作液體連續地沿軸向推移 并在推移過程中進行機械能和液體能的相互轉化 螺桿泵的結構原理和性能特點 1 螺桿泵綜合了柱塞泵和離心泵的優點 即在不同的壓力條件下流量改變很小 而且流量非常均勻 2 無閥 對氣的適應性好 不會產生 氣鎖 現象 柱塞泵 和 氣蝕 現象 離心泵 3 結構方面的特點 運動件很少 只有轉子一個運動件 流道短而且簡單 過流面積大 油流擾動小 因此攜帶能力強 對砂 蠟的適應性好 能夠在高粘原油中以較高的效率工作 當然 螺桿泵也是一種常規的采油設備 在正常井況中更能發揮其節能 高效 耐用的優勢 螺桿泵的結構原理和性能特點 螺桿泵型號表示方法及含義 螺桿泵的結構原理和性能特點 螺桿泵系列參數表如下 螺桿泵的結構原理和性能特點 螺桿泵的結構原理和性能特點 由于篇幅限制 表中只列出了部分泵型參數 詳細參數請參考螺桿泵使用說明書 另外螺桿泵參數可以根據要求 定制不同參數的泵型 泵型選擇原則 1 揚程 排量要按井況選擇 不宜選擇排量過大 級數過高的型號 合理的選擇泵型 可以提高該井檢泵周期 2 如果油井存在明顯的出砂 含H2S等情況 選泵前可與廠家聯系 以獲得更合理的泵型 泵效以及合適的橡膠配方 3 如果遇到特殊套管 如內徑