泵的知識

    隨著科技的發(fā)展，機(jī)械采油在石油開采中發(fā)揮了越來越大的作用，相比較于傳統(tǒng)的人工操作，其技術(shù)更加成熟，操作更加方便，在性能上更具有穩(wěn)定性，在世界各國油田開采中發(fā)揮了重要作用。目前我國的油田開采在經(jīng)歷成熟發(fā)展后逐漸進(jìn)入到油田開采的后一階段，機(jī)械開采的優(yōu)勢更加明顯。近年來新問世的螺桿泵成為機(jī)械采油的主要采油設(shè)備，利用前景十分廣闊，為我國油田的開采注入了新的活力。 

 

 

    一、目前國內(nèi)螺桿泵的種類分析 

    在當(dāng)前形勢下，我國的螺桿泵主要分為兩種形式，一種為地面驅(qū)動型單螺桿泵，另一種是潛油電機(jī)驅(qū)動的螺桿泵，是我國目前主要的兩大采油系統(tǒng)。前者主要借助地面的動力帶動抽油桿柱旋轉(zhuǎn)，終達(dá)到轉(zhuǎn)子低速轉(zhuǎn)動進(jìn)行生舉開采。后者主要是借助井下的潛油機(jī)直接驅(qū)動螺桿泵來進(jìn)行采油作業(yè)。這兩種形式的螺桿泵在我國國內(nèi)油田開采中都比較有市場。 

    二、螺桿泵的工作特性分析 

    螺桿泵作為我國油田開采的主系統(tǒng)，有著獨(dú)特的工作特性與工作原理，鑒于在使用中發(fā)現(xiàn)的不足，我國積極加大對螺桿泵的改良分析，從螺桿泵的容積效率、定子型線、過盈量三個方面對螺桿泵工作特性進(jìn)行了闡述。 

    1.螺桿泵的容積效率 

    我國華東石油大學(xué)針對機(jī)械開采進(jìn)行了項(xiàng)目專題研究，試驗(yàn)內(nèi)容主要涉及介質(zhì)溫度、粘度兩大因素對螺桿泵的工作特性影響情況。通過試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，介質(zhì)溫度與粘度對螺桿泵影響為明顯的是螺桿泵容積效率，在此次研究中對螺桿泵的實(shí)際工作特性曲線進(jìn)行了一定的數(shù)值模擬，嘗試探討了螺桿泵的定子橡膠溶脹情況對容積效率的明顯影響，大量的研究結(jié)果表明，對螺桿泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化可以明顯的改善設(shè)備損耗，延長螺桿泵的使用壽命與工作周期。 

    通過分析我們還發(fā)現(xiàn)，采油螺桿泵的實(shí)際使用壽命往往取決于定子襯套的耐油橡膠性能，而橡膠定子受多種因素的影響，直接作用于螺桿泵的工作特性，目前國內(nèi)外在對其研究時采用的是丁晴橡膠，由丁晴橡膠衍生出來的改性膠在提高螺桿泵的使用壽命方面也十分有效。 

    2.螺桿泵的定子型線 

    我國勝利油田的楊玉生等人在分析研究的基礎(chǔ)上，提出了改善襯套型線精度來改善提高密封性能的定子型線簡易修正方法，操作十分簡單，韓修廷為了充分保證定子橡膠的襯套型線，認(rèn)為在進(jìn)行定子模芯設(shè)計時應(yīng)該根據(jù)橡膠的不同配方進(jìn)行橡膠的修正，以此來增強(qiáng)其穩(wěn)固性，大程度的保證其橡膠襯套的型線。 

    定子橡膠存在明顯的變形規(guī)律，特別是定子橡膠型線的變形更具有規(guī)律性，但是基于這方面的研究比較落后，幾乎沒有公認(rèn)的規(guī)律。隨著技術(shù)的發(fā)展，特別是無線幾何性、物理線性等在對橡膠材料的局限性檢測中發(fā)揮了重要作用。在這些方法中為常用的是有限元的求解方式，橡膠存在不可壓縮性的彈性材料變形，基于這方面的研究，我國的石守峽博士進(jìn)行了有效性研究，在橡膠中引入了Pann不變量分解，對于增強(qiáng)位移解的穩(wěn)定性與收斂性起到了重要的輔助作用。 

    3.螺桿泵過盈量 

    前蘇聯(lián)首先對低壓頭的螺桿泵進(jìn)行了工作原理上的改良，在建立相應(yīng)的容積損失、機(jī)械損失及經(jīng)驗(yàn)計算的基礎(chǔ)上，率先通過實(shí)驗(yàn)的方式對螺桿泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作性能進(jìn)行了深度的研究分析，從而對其整體的工作原理與工作特點(diǎn)進(jìn)行了了解把握。通過研究我們發(fā)現(xiàn)，螺桿泵的定子導(dǎo)程、轉(zhuǎn)子直徑及偏心距都存在一定的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，只有實(shí)現(xiàn)各結(jié)構(gòu)的數(shù)值合理才能保證其存在并有效運(yùn)行。單螺桿泵在保證高效率與長周期工作時間的基礎(chǔ)上對主要結(jié)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化選擇。通過實(shí)驗(yàn)，專家學(xué)者得出結(jié)論，定轉(zhuǎn)子之間的過盈將很大程度上影響到螺桿泵的實(shí)際工作，我們即使可以通過減少盈量減少容積損失，但是這同樣會引發(fā)機(jī)械損失的增大，當(dāng)然上述這些分析只適用于低壓頭螺桿泵，并不適用于所有的螺桿泵類型，現(xiàn)在關(guān)于采油用的高壓頭的螺桿泵還需要進(jìn)一步的研究與分析。 

    三、螺桿泵采油系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展應(yīng)用分析 

    螺桿泵特有的工作特性決定了其技術(shù)應(yīng)用與實(shí)施工藝。螺桿泵可以用于高溫高壓條件下的溶脹作業(yè)，可以對井下的工作特性進(jìn)行修正與完善，滿足生產(chǎn)的需要，并對以后的工作特性及油井產(chǎn)能進(jìn)行了修正，只有合理的選擇泵型，才能獲取油井產(chǎn)出與螺桿泵的舉升協(xié)調(diào)。