雙頭單螺桿泵與圓截面鋼質(zhì)連續(xù)抽油桿的配套應(yīng)用

螺桿泵在開采稠油、含砂原油和中深低原油方面有明顯的優(yōu)越性。隨著油井不斷向深層發(fā)展,在泵掛深度愈來愈大的情況下,管式螺桿泵的檢泵工作勢必費時費工,采油成本相對較高。介紹一種地面驅(qū)動桿式螺桿泵,論述了其基本結(jié)構(gòu)和工作原理。這種桿式螺桿泵可以縮短檢泵作業(yè)時間,從而降低油田的作業(yè)成本。

井下采油螺桿泵因具有較高的系統(tǒng)效率而日益受到重視。但是單頭單螺桿泵由于受到自身結(jié)構(gòu)和油井井身結(jié)構(gòu)的限制,其排量比雙頭單螺桿泵要小,從而難以滿足油井的產(chǎn)量需求。文章簡述了雙頭螺桿泵的技術(shù)特點以及在勝利油田的應(yīng)用情況。通過在勝利油田的使用表明,地面驅(qū)動雙頭單螺桿泵在含沙油井開發(fā)中有良好的應(yīng)用前景。

在對各種擺線分析比較的基礎(chǔ)上,提出采用短幅內(nèi)擺線作為原始齒形曲線用于定子骨線設(shè)計,其共軛曲線用于轉(zhuǎn)子的雙頭單螺桿泵設(shè)計。推導(dǎo)出這種雙頭單螺桿泵的轉(zhuǎn)子和定子線型的數(shù)學(xué)方程式,并利用pro/e對其進行虛擬建模,為雙頭單螺桿泵的加工及改進提供參考。

地面驅(qū)動單螺桿泵抽油桿失效類型有斷桿、脫扣,以及抽油桿與接箍聯(lián)接螺紋剪切破壞等。影響地面驅(qū)動單螺桿泵抽油桿失效的主要因素有桿柱安全系數(shù)小,抽油桿剛度差,砂卡及高粘油膠質(zhì)沉積,過載保護不理想及配合螺紋精度低及接箍材料不合格等。提出應(yīng)改進過載保護系統(tǒng),正確設(shè)計抽油桿柱,合理選取有關(guān)參數(shù),進行剛度校核及嚴把質(zhì)量關(guān),確保螺桿泵系統(tǒng)高效可靠地運行。

單螺桿泵井抽油桿柱的有限元分析

為了提高雙頭單螺桿泵的工作效率和使用壽命,研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對其工作效率及使用壽命的影響?；谙鹉zmooney-rivlin雙參數(shù)模型理論,考慮橡膠襯套材料具有非線性變形特性、內(nèi)壓及轉(zhuǎn)子慣性對橡膠襯套的作用,建立了雙頭單螺桿泵一個導(dǎo)程的定轉(zhuǎn)子三維嚙合模型,分析了過盈量、偏心距對螺桿泵定子襯套應(yīng)力和摩擦阻力矩的影響。數(shù)值模擬結(jié)果顯示,偏心距選擇7.5mm時,過盈量由0.2mm增加到0.6mm,螺桿泵摩擦阻力矩從88.52n·m增大到466.51n·m,襯套應(yīng)力峰值由1.4mpa增加到1.8mpa;而過盈量取0.4mm時,偏心距由7.3mm增大到7.5mm,摩擦阻力矩從240.00n·m僅增加到264.77n·m,襯套應(yīng)力峰值由1.28mpa增加到1.62mpa。這表明,合理搭配過盈量和偏心距可以提高螺桿泵的工作效率和使用壽命,為螺桿泵設(shè)計及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。

用ansys對雙頭單螺桿泵襯套的受力情況作了有限元計算,為了提高計算效率,將螺桿泵襯套的有限元模型簡化為平面應(yīng)變模型求解。討論了雙頭單螺桿泵襯套在受到均勻壓力與非均勻壓力,以及襯套和螺桿在靜態(tài)接觸的情況下,襯套內(nèi)各點的變形、應(yīng)力與應(yīng)變的分布;揭示了雙頭單螺桿泵襯套的受力狀態(tài)和變形規(guī)律。為雙頭單螺桿泵的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及性能改善提供了參考依據(jù)。

應(yīng)用timoshenko梁軸模型分析了單螺桿泵抽油桿的動力學(xué)特性,根據(jù)timoshenko梁軸模型的運動方程得出了單螺桿泵抽油桿柱運動方程的解。該分析方法可求出抽油桿作渦動時的變形,有效地了解抽油桿的動力特性。這種方法用于從理論上分析地面驅(qū)動式單螺桿泵抽油桿動力特性,還須進行實際驗證。

運用有限元方法對三種線型的雙頭單螺桿泵襯套進行力熱耦合模擬研究。給出了在額定工況下,螺桿泵襯套溫度場分布云圖。揭示了螺桿泵襯套的溫度分布規(guī)律,彌補了螺桿泵襯套溫度場難以測量的問題。為雙頭單螺桿泵襯套的熱分析、型線選擇、性能優(yōu)化等提供參考依據(jù)。

針對雙頭單螺桿泵在工作過程中,還沒有能夠直接對井下工況襯套橡膠的溫度場分布等進行有效的測試,定子襯套又容易實效、襯套型線對螺桿泵工作性能影響很大的現(xiàn)狀,對雙頭單螺桿泵襯套進行計算機仿真模擬研究則是一個嘗試。鑒于雙頭單螺桿泵襯套的特殊形狀將三維模型合理簡化為平面應(yīng)變模型進行模擬研究。運用有限元方法對三種線型的雙頭單螺桿泵襯套進行力熱耦合模擬研究。給出了在額定工況下,螺桿泵襯套溫度場分布云圖。揭示了螺桿泵襯套的溫度分布規(guī)律,彌補了螺桿泵襯套溫度場難以測量的問題。為雙頭單螺桿泵襯套的熱分析、型線選擇、性能優(yōu)化等提供參考依據(jù)。

本文將目前國內(nèi)外對單螺桿泵定子的磨損研究情況作一綜述,對常規(guī)單螺桿泵和等壁厚單螺桿泵進行了接觸分析。針對目前單螺桿泵"定子受壓側(cè)直徑與圓弧連接點處的磨損最大"的現(xiàn)象,從疲勞磨損的角度進行了深入研究,認為這是由于在圓弧段對角處的剪切應(yīng)變遠遠大于其它地方,在周期性載荷的作用下橡膠表面產(chǎn)生重復(fù)的壓縮、拉伸和交變剪切應(yīng)力而發(fā)生多次變形,從而使橡膠表層發(fā)生疲勞磨損。對于等壁厚單螺桿泵來講,其最大的剪切應(yīng)變在橡膠襯套的外層,這意味著等壁厚單螺桿泵橡膠襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接強度將受到考驗,襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接處可能是等壁厚單螺桿泵的疲勞失效處。

基于單螺桿泵的工作原理,分析其運行時的阻力因素和功耗情況,經(jīng)設(shè)計和實踐,對單螺桿泵襯套的斷面形狀進行了改進。通過對比試驗發(fā)現(xiàn),本次改進減小了螺桿與襯套之間的摩擦功耗,提高了泵的效率,具有一定的經(jīng)濟效益。

介紹了一種新型的潛油（水）泵裝置的設(shè)計計算步驟，并分析了液動式單螺桿泵應(yīng)用中的幾個問題

根據(jù)單螺桿泵系統(tǒng)的工作原理,對螺桿泵抽油系統(tǒng)中抽油桿柱進行了受力分析,并選擇了一口井的實際參數(shù)為例進行了計算。根據(jù)實際計算結(jié)果,指出螺桿泵抽油桿柱系統(tǒng)的強度校核必須考慮剪切強度,但可以采用簡化措施進行計算。

經(jīng)過多年的開發(fā)研究,電動潛油單螺桿泵采油工藝應(yīng)用實施,根據(jù)現(xiàn)場使用情況與地面機械驅(qū)動單螺桿泵采油工藝進行了對比,著重對單螺桿式減速器及以齒輪傳動為特征的減速器進行了分析,確定了單螺桿泵最佳實際排量與油井產(chǎn)能的匹配,明確了工藝配套技術(shù)的完善方向,指出電動潛油單螺桿泵采油工藝可作為克服抽油桿、油管偏磨的一項替代技術(shù)。

介紹單螺桿泵應(yīng)用于油田聯(lián)合站的原油外輸工程,實現(xiàn)了對原站雙螺桿油氣混輸泵的替代性改造,解決了含固體雜質(zhì)原油的外輸問題,同時實現(xiàn)了節(jié)電和工作環(huán)境改善的效果。

第一節(jié)軸向壓力和徑向壓力的計算 單螺桿泵軸向壓力和壓力的計算是確保泵能正常運行的很重要的一環(huán)，其值也直 接決定了泵的軸承的計算和選型。計算軸向壓力值考慮正常狀態(tài)下的運行，不考 慮泵起動時或運行時發(fā)生干摩擦的情況，因為這些情況會出現(xiàn)軸向力非正常的增 大，造成運行的不穩(wěn)定。目前關(guān)于軸向壓力的計算（軸向壓力直接影響徑向壓力） 尚無精確的計算公式，主要是泵運行時摩擦力引起的軸向壓力的計算至今無法解 決，國內(nèi)外都采用經(jīng)驗公式的方法。 一、軸向壓力的計算： 認為單螺桿泵的軸向壓力pz由以下幾部分構(gòu)成： 1)密封腔內(nèi)介質(zhì)移動時定子內(nèi)的分力pz1。pz1應(yīng)用彼得羅夫液體摩擦的公 式計算： 1 1 z avp （1） 式中μ——液體的動力粘度； a1——滑動表面面積，取a1為定子內(nèi)螺旋腔總的表面積； ν——表面相對滑動速度，取其值為軸向流速為tn/60； δ——摩擦面之間的液膜

【g型單螺桿泵】產(chǎn)品: 【g型單螺桿泵】產(chǎn)品簡介： 生產(chǎn)的g型單螺桿泵在發(fā)達國家已廣泛使用，國外多數(shù)稱單螺桿泵為“莫諾泵”《monopumps》，德國稱為“偏心轉(zhuǎn)子泵”。由于其優(yōu)良的性能， 近年來在國內(nèi)的應(yīng)用范圍也在迅速擴大。 它的最大特點是對介質(zhì)的適應(yīng)性強、流量平穩(wěn)、壓力脈動動小、自吸能力高，這是其它任何泵種所不能替代的。 我們對國外（如：德、英、法、日本等國）生產(chǎn)的單螺桿泵及國內(nèi)同行業(yè)的產(chǎn)品，作了分析與研究，博取眾長，對自己的產(chǎn)品進行不斷的 改革創(chuàng)新。目前我單位的產(chǎn)品已自成一個體系，壓力為0.6~1.2mpa,特殊要求壓力可達3mpa，可滿足廣大用戶對單螺桿泵的不同需求。 我單位生產(chǎn)的泵，質(zhì)量可靠，實行三包，價格也相對較低，同時確保備品備件的正常供應(yīng)。 本單位熱忱為廣大用戶服務(wù)，接受用戶對特殊要求單螺桿泵的設(shè)計和制造任務(wù) 【g型單螺桿泵】型號意義： 【g型單螺桿泵】工作原理

g單螺桿泵型號及參數(shù) 一、偏心單螺桿泵產(chǎn)品概述： g系列單螺桿泵是按迥轉(zhuǎn)嚙合容積式原理工作的新型泵種，主要工作部件是偏心螺桿(轉(zhuǎn)子) 和固定的襯套(定子)。 由于該二部件的特殊幾何形狀，分別形成單獨的密封容腔，介質(zhì)由軸向均勻推行流動，內(nèi) 部流速低，容積保持不變，壓力穩(wěn)定，因而不會產(chǎn)生渦流和攪動。每級泵的輸出壓力為 0.6mpa，揚程60m(清水)，適用于輸送介質(zhì)溫度80℃以下(特殊要求可達150℃)。 因定子選用多種彈性材料制成，所以這種泵對高粘度流體的輸送和含有硬質(zhì)懸浮顆粒介質(zhì) 或含有纖維介質(zhì)的輸送，有一般泵種所不能勝任的特點。其流量與轉(zhuǎn)速成正比。 傳動可采用聯(lián)軸器直接傳動，或采用調(diào)速電機，三角帶，變速箱等裝置變速。 這種泵零件少，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，維修簡便，轉(zhuǎn)子和定子是本泵的易損件，結(jié)構(gòu)簡單， 便于裝拆。 二、偏心單螺桿泵產(chǎn)品特點： 偏心單螺桿泵具有自

g型單螺桿泵產(chǎn)品概述： 單螺桿泵是按迥轉(zhuǎn)嚙合容積式原理工作的新型泵種。主要工作部 件是偏心螺桿（轉(zhuǎn)子）和固定的襯套（定子）。 由于該二部件的特殊幾何開頭分別形成單獨的密封容腔。介質(zhì)由 軸向均勻推行流動。內(nèi)部流速代低，容積保持不變。壓力穩(wěn)定,因而 不會產(chǎn)品渦流和攪動。每級泵的輸出壓力為0.6mpa,揚程60m（清水）， 自吸高度一般在6m，適用于輸送介質(zhì)溫度80℃以下（特殊要求可達 150℃）。 因定子選用多種彈性材料制成，所以這種泵對高粘度流體的輸送 和含有硬質(zhì)懸浮顆粒介質(zhì)或含有纖維介質(zhì)的輸送，有一般泵種所不能 勝任的特點。其流量與轉(zhuǎn)速成正比。 傳動可采用聯(lián)軸器直接傳動，或采用調(diào)速電機，三角帶，變速箱 等裝置變速。 這種泵零件少，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，維修簡便，轉(zhuǎn)子和定子是本 泵的易損件，結(jié)構(gòu)簡單，便于裝拆。 g型單螺桿泵型號意義： 例如:fg35-1 f-表示泵體和

通過對各種擺線分析比較,提出了采用短幅內(nèi)擺線的外等距曲線作為原始齒形曲線用于定子,其共軛曲線用于轉(zhuǎn)子的多頭單螺桿泵線型設(shè)計方法。并得出了方便于ug軟件生成的數(shù)學(xué)模型,建立起數(shù)學(xué)模型的通式,利用ug軟件的"表達式"功能,實現(xiàn)其實體造型的設(shè)計。并為多頭單螺桿泵的實體加工提供參考。

石西油田作業(yè)區(qū)莫北轉(zhuǎn)油站混輸泵于2009年試運行,針對混輸泵試投用達不到預(yù)期的效果,嚴重影響莫109的外輸量這一問題,石西油田作業(yè)區(qū)通過對混輸泵能力校核和合理優(yōu)化集油干線,以及對集油干線工藝改造,合理利用莫北單螺桿混輸泵,達到了擴大集輸半徑,降低井口和計量站回壓的目的。