螺杆泵教材2011.05
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《螺杆泵培训》课件
安全规范：遵守螺杆泵的安全操作规范，如穿戴防护用品、避免接触高 温高压等。
故障处理：了解螺杆泵的常见故障及处理方法，如堵塞、泄漏等。
维护保养：熟悉螺杆泵的维护保养方法，如定期检查、更换易损件等。
考核标准：了解螺杆泵的实践操作考核标准，如操作时间、操作质量等。
汇报人：PPT
温度：螺杆泵在运行过程中产生的温度， 影响螺杆泵的性能和寿命
选型原则：根据实际工况选择合适 的螺杆泵类型和规格
选型参数：流量、扬程、转速、功 率、材质等
使用注意事项：定期检查维护，确 保螺杆泵的正常运行
使用禁忌：避免长时间空转，防止 螺杆泵损坏
故障处理：及时处理故障，确保螺 杆泵的正常运行
安全操作：遵守操作规程，确保安 全操作
石油工业：用于输送原 油、天然气等
食品工业：用于输送食 品原料、添加剂等
水处理行业：用于输送 污水、净水等
航空航天：用于输送航 空燃油、润滑油等
农业灌溉：用于输送灌 溉用水
操作前检查：确保螺杆泵各部件完好无损， 润滑油充足
启动与停止：按照操作规程启动和停止螺 杆泵，避免突然启动和停止
运行中观察：注意观察螺杆泵的运行状态， 如发现异常及时处理
螺杆泵流量不足：检查螺杆泵的吸入口和排出口是否堵塞
螺杆泵振动过大：检查螺杆泵的螺杆和泵壳是否磨损或损坏 螺杆泵噪音过大：检查螺杆泵的螺杆和泵壳是否磨损或损坏，以及 螺杆泵的润滑是否正常
定期检查螺杆泵的油位，确保油位在正 常范围内
定期检查螺杆泵的振动和噪音，确保 振动和噪音在正常范围内
定期更换螺杆泵的润滑油，确保润滑 油的质量Βιβλιοθήκη 排出口：液体从螺杆泵排出的出口
驱动装置：为螺杆泵提供动力，如 电动机、柴油机等
故障处理：了解螺杆泵的常见故障及处理方法，如堵塞、泄漏等。
维护保养：熟悉螺杆泵的维护保养方法，如定期检查、更换易损件等。
考核标准：了解螺杆泵的实践操作考核标准，如操作时间、操作质量等。
汇报人：PPT
温度：螺杆泵在运行过程中产生的温度， 影响螺杆泵的性能和寿命
选型原则：根据实际工况选择合适 的螺杆泵类型和规格
选型参数：流量、扬程、转速、功 率、材质等
使用注意事项：定期检查维护，确 保螺杆泵的正常运行
使用禁忌：避免长时间空转，防止 螺杆泵损坏
故障处理：及时处理故障，确保螺 杆泵的正常运行
安全操作：遵守操作规程，确保安 全操作
石油工业：用于输送原 油、天然气等
食品工业：用于输送食 品原料、添加剂等
水处理行业：用于输送 污水、净水等
航空航天：用于输送航 空燃油、润滑油等
农业灌溉：用于输送灌 溉用水
操作前检查：确保螺杆泵各部件完好无损， 润滑油充足
启动与停止：按照操作规程启动和停止螺 杆泵，避免突然启动和停止
运行中观察：注意观察螺杆泵的运行状态， 如发现异常及时处理
螺杆泵流量不足：检查螺杆泵的吸入口和排出口是否堵塞
螺杆泵振动过大：检查螺杆泵的螺杆和泵壳是否磨损或损坏 螺杆泵噪音过大：检查螺杆泵的螺杆和泵壳是否磨损或损坏，以及 螺杆泵的润滑是否正常
定期检查螺杆泵的油位，确保油位在正 常范围内
定期检查螺杆泵的振动和噪音，确保 振动和噪音在正常范围内
定期更换螺杆泵的润滑油，确保润滑 油的质量Βιβλιοθήκη 排出口：液体从螺杆泵排出的出口
驱动装置：为螺杆泵提供动力，如 电动机、柴油机等
螺杆泵
2-2-3三螺杆泵的受力分析-轴向 力
(3)液力平衡装置 (图2—8)
凸螺杆有平衡活塞2
上部有泄油管19。活塞受力向上，大部分轴向力被平衡
凸螺杆中钻有油孔
将压力油液引到各螺杆下端的平衡轴套9、10之中，产生
与轴向力方向相反的平衡力 只要选择平衡活塞的承压面积和上述各轴套的大小，即 可使各杆轴向力完全平衡
2-2-3三螺杆泵的受力分析-轴向 力
为平衡螺杆轴向力，可采用的措施有：
(1)设置止推轴承
常装在轴向力较大的凸螺杆上 凹螺杆靠螺杆端面承受轴向力 这种方法适于工作压力小于1.6MP的泵。
(2)采用双吸型式
从两端吸入，中间排出。 轴向力平衡，降低吸入流速，改善吸入性能 适用于大Q泵。
泵不允许长时间完全通过调压阀回流运转 不应靠调压阀大流量回流使泵适应小流量的需要
节流损失严重，会使液体温度升高，甚至使泵变形而损坏
2-2-5 螺杆泵的管理要点
5．螺杆的存放，安装而使用
螺杆较长，刚性较差，容易弯曲变形 安装时要注意保持螺杆表面间隙均匀 吸、排管路应可靠地固定，避免牵连泵体引起变形； 泵轴与电机轴的联轴节应很好对中 螺杆拆装起吊时要防止受力弯曲 备用螺杆保存时最好悬吊固定，以免放置不平而变形 使用中应防止过热而使螺杆因膨胀而顶弯
还产生切向分力，形成阻转矩 主动杆向从动杆传递转矩，也受到阻转矩作用 凹槽下螺旋面液压力产生阻转矩 凹槽上螺旋面液压力产生助转矩 这两个转矩大小不等（作用面积不同）
凹螺杆
设计良好时，凹槽中的油液除产生指向排出端的轴向推力外， 还能产生一个正好可以克服凹螺杆摩擦力矩的转矩
第三章 螺杆泵.
图3-1 单螺杆泵的螺杆
螺杆泵定子衬套
螺杆泵定子衬套是由橡胶衬套粘接在钢体外套 内形成的，其的断面形状是由两个半径为R(等 于螺杆断面的半径)的半圆和两个长度为4e的直 线段组成的长圆形，如图3-2所示。衬套的内表 面就是由很多这样的断面所组成的导程为T(T ＝2t)的双头内螺旋面。衬套的旋向与螺杆的旋 向是相同的。
（6）特点
由于螺杆泵的衬套由橡胶制成，螺杆与 衬套间的相对运动为滚动加滑动，为高 粘度、高含砂、高含气原油的输送创造 了有利的条件，加之螺杆泵的运动件少， 过流面积大，油流扰动小，使其能在高 粘原油中高效工作。
3、单螺杆泵的理论流量与泵效计算
单螺杆泵的理论流量由下式计算： Qi＝4eDTn m3/min 或 Qi＝5760eDTn m3/d 式中 e——螺杆的偏心距， m； D——螺杆断面的直径， m； T——定子衬套的导程， m; n－—螺杆的转速。 r/min 单螺杆泵的泵效由下式计算： η＝Q／Qi 式中 η——单螺杆泵的泵效。 Q――单螺杆泵的实际产液量；
螺杆泵缺点：
(1)定子最容易损坏，检泵次数多，每次检泵， 必须起下管柱。 (2)泵需要较好的润滑，如果泵只靠极低粘度的 液体润滑而工作，则泵过热将会引起定子弹性 体老化，甚至烧毁。 (3)定子的橡胶不适合在注蒸汽井中应用。 (4)若操作人员不经适当操作训练，操作失误， 就会造成泵损坏。 (5)它与有杆泵比较，总压头较小。目前现场应 用在井深1000m左右的井。
螺杆泵工作的过程本质上也就是密封腔室不断形成、推移和消失的过程。
（3）密封腔的形成、推移与消失
当螺杆转动时，螺杆 — 衬套副中靠近吸人端的第一个 腔室的容积增加，在压力差的作用下，混合液便进入 第一个腔室。之后该腔室形成封闭；以螺旋方式向排 出端移动，并最终在排出端消失。同时在吸入端又形 成新的密封腔。
第九章 螺杆泵
第九章 螺 杆 泵螺杆泵依靠旋转的螺杆输送液体。
它在工作中不产生困油现象，流量均匀，无压力脉动，噪声和振动小，对液体不产生搅动，工作平稳可靠，使用寿命长。
由于螺杆是一个轴对称的旋转体，可允许在高速（一般为1500~3000r/min ，有的可达10000r/min ）下运行。
由于其工作平稳、噪声小，故可用于精密机床、舰船等液压系统。
螺杆泵还可以用来输送粘度较大或具有悬浮颗粒的液体，因此在石油、化工、食品工业中也有应用。
但是，螺杆的螺旋面加工特殊，精度不易保证，给广泛使用带来了不便。
螺杆只作为定量泵，它的流量范围为6~10000L/min ，工作压力为2.5Mpa~20Mpa 。
泵的容积效率一般在75%~95%。
§ 9-1 螺杆泵的工作原理及流量公式液压系统常用的螺杆泵为三螺杆泵。
图9-1为螺杆泵的结构简图。
在壳体中有三根轴线平行的螺杆。
在凸螺杆两边各有一根凹螺杆与之啮合。
啮合线把螺旋槽分成若干密封容腔。
当主动螺杆（凸螺杆）带动从动螺杆（凹螺杆）按图示方向转动时，被密封的容积带动液体沿轴向朝右移动。
螺杆泵便按图示方向吸、排油。
主动螺杆因为要传递转矩，所以都采用刚度较大的凸螺杆，并且大多为右旋，螺纹头数为2。
从动螺杆不需传递转矩，因而采用凹螺杆，螺纹头数为2，左旋。
一、形成密闭工作容腔的条件为使螺杆泵能正常工作，须形成密闭的工作容腔。
在螺杆转动时，此密闭容腔带动其中的液体一起沿轴向朝排油腔移动。
为了形成密闭容腔，要保证下列四类密封条件：（一）凸、凹螺杆的互相啮合条件——第一密封条件如图9-2所示，为了密封，应使凹螺杆把凸螺杆的螺旋槽隔断。
也就是图中的m 处要保证密封，而n 处不必（往往也不可能达到）密封。
因而，对螺杆的齿形提出二点要求：1）凸、凹螺杆的齿顶和齿根圆必须相切。
2）凸螺杆和凹螺杆为一对互相啮合的共轭螺杆。
图9-3为垂直于螺杆轴线的横截面。
因为螺杆是2头螺纹，所以在横截面上每个螺杆应有二个齿（图中只表示了凸、凹螺杆横截面的一半，故各有一个齿）。
螺杆泵教材
插接式螺杆泵抽油杆原则上可以适用于各种排量的
螺杆泵井，但从用杆的经济性考虑，该抽油杆更适合于大
中排量螺杆泵井。目前插接式螺杆泵抽油杆广泛应用于大 中排量螺杆泵井中，防断脱效果较为理想。
三、螺杆泵井下作业
（一）施工设计
螺杆泵井施工设计可以有效指导螺杆泵作业施工，由相 关技术部门（工程技术大队）编写，经批准后发放到作业队
业质量起到了积极的推动作用。
一、螺杆泵基础知识
螺杆泵又叫渐进容积式泵， 由定子和转子组成，两者由螺旋 状过盈配合形成连续密封的腔体， 通过转子的旋转运动实现对介质 的传输。
螺杆泵工作原 理是什么？
沿着螺杆泵的全长，在转
子外表面与定子橡胶衬套内表 面间形成多个密封腔室；随着 转子的转动，油液在吸入端压 差的作用下被吸入，并由吸入 端推挤到排出端，排除端的压 力不断升高，直到将油液举升 到地面，流量非常均匀 。 螺杆泵工作的过程本质上 也就是密封腔室不断形成、推 移和消失的过程。
1－电控箱； 2-电机； 3-皮带； 4-方卡子； 5-光杆； 6-减速箱； 7-专用井口； 8-抽油杆； 9-抽油杆扶正器； 10-油管扶正器； 11-油管； 12-螺杆泵； 13-套管； 14-定位销； 15-防脱装置；16-筛管
５ 6 5 7
４ 3 2 1
8 9 10 11
12 13 14 15
和基层单位实施，监督人员对施工过程特别是重点工序如：
锚定工具的坐封、抽油杆的连接、杆管扶正器的布置、提防 冲距的多少、地面驱动装置就位、电控箱电源的连接、电机 正反转确定、转速的确定、试投产等按施工设计要求进行监 督、指导，确保施工成果达到设计要求，提高一次施工投产 成功率。如需要变更，需上报编写部门同意，并形成书面变 更文件。
螺杆泵井，但从用杆的经济性考虑，该抽油杆更适合于大
中排量螺杆泵井。目前插接式螺杆泵抽油杆广泛应用于大 中排量螺杆泵井中，防断脱效果较为理想。
三、螺杆泵井下作业
（一）施工设计
螺杆泵井施工设计可以有效指导螺杆泵作业施工，由相 关技术部门（工程技术大队）编写，经批准后发放到作业队
业质量起到了积极的推动作用。
一、螺杆泵基础知识
螺杆泵又叫渐进容积式泵， 由定子和转子组成，两者由螺旋 状过盈配合形成连续密封的腔体， 通过转子的旋转运动实现对介质 的传输。
螺杆泵工作原 理是什么？
沿着螺杆泵的全长，在转
子外表面与定子橡胶衬套内表 面间形成多个密封腔室；随着 转子的转动，油液在吸入端压 差的作用下被吸入，并由吸入 端推挤到排出端，排除端的压 力不断升高，直到将油液举升 到地面，流量非常均匀 。 螺杆泵工作的过程本质上 也就是密封腔室不断形成、推 移和消失的过程。
1－电控箱； 2-电机； 3-皮带； 4-方卡子； 5-光杆； 6-减速箱； 7-专用井口； 8-抽油杆； 9-抽油杆扶正器； 10-油管扶正器； 11-油管； 12-螺杆泵； 13-套管； 14-定位销； 15-防脱装置；16-筛管
５ 6 5 7
４ 3 2 1
8 9 10 11
12 13 14 15
和基层单位实施，监督人员对施工过程特别是重点工序如：
锚定工具的坐封、抽油杆的连接、杆管扶正器的布置、提防 冲距的多少、地面驱动装置就位、电控箱电源的连接、电机 正反转确定、转速的确定、试投产等按施工设计要求进行监 督、指导，确保施工成果达到设计要求，提高一次施工投产 成功率。如需要变更，需上报编写部门同意，并形成书面变 更文件。
螺杆泵
螺杆泵于1930 年发明后主要用于工业领域泵 送粘稠液体，只是近20 年内 作为一种人工举升 采油手段用于开采稠油和含砂原油。它是一种容 积泵，特点是结构简单、尺寸小、重量轻，不会 出现泵卡、气锁、被砂蜡垢等堵塞，不会形成乳 化液。
螺杆泵是开采稠油和含砂原油的一种很好手 段，其容积效率随原油粘度升高而升高，不象离 心泵那样随原油粘度升高泵效急剧下降。目前， 法国MAPE公司生产的螺杆泵可以在含砂量高达60% 的井况下正常工作，系统效率在50%以上，比电潜 螺杆泵高1倍以上，比普通螺杆泵高14%。
2．单螺杆泵的基本尺寸 以k=T／D，m＝T／e代入上式，换算后得：
15mQ
D 3 k 2nV
T 3 15mQ
V
e3
15kQ
m 2 nV
为保证单螺杆泵给出一定的流量Q，首先应确定e、D、T三个参数值。对于 采油用的小流量、高压头单螺杆泵，一般取，k=2～2．5，m＝28～32。因此，一 般将螺杆断面直径D作为计算的基础，因为它受到油井直径的限制。确定螺杆断 面直径D后，再计算螺杆的偏心距e和衬套的导程T。
2、由于密封腔室的推移速度是恒定的，理论上螺杆泵的流量是非常均匀 的，不存在流量波动。
泵与压缩机多媒体课件
第12页
重庆科技学院机械工程学院
六、单螺杆泵的运动学问题
1、螺杆的自转和公转
如图所示：衬套的中心O为圆心，以 两倍的偏心距e为半径作圆，称为衬套的 定中心圆。再以螺杆的轴线O2为圆心，以 螺杆的断面中心Ol到O2的距离为半径作 圆，称为螺杆的动中心圆。螺杆在衬套中 的运动就是由螺杆的动中心圆在衬套的定 中心圆中作纯滚动所形成的。
其一：使螺杆的一个或几个断面尺寸大于衬 套断面的相应部分，即具有初始过盈值，这 种情况下衬套单个导程的压力增加值较高， 但螺杆与衬套间的摩擦力较大，机械效率较 低；
螺杆泵是开采稠油和含砂原油的一种很好手 段，其容积效率随原油粘度升高而升高，不象离 心泵那样随原油粘度升高泵效急剧下降。目前， 法国MAPE公司生产的螺杆泵可以在含砂量高达60% 的井况下正常工作，系统效率在50%以上，比电潜 螺杆泵高1倍以上，比普通螺杆泵高14%。
2．单螺杆泵的基本尺寸 以k=T／D，m＝T／e代入上式，换算后得：
15mQ
D 3 k 2nV
T 3 15mQ
V
e3
15kQ
m 2 nV
为保证单螺杆泵给出一定的流量Q，首先应确定e、D、T三个参数值。对于 采油用的小流量、高压头单螺杆泵，一般取，k=2～2．5，m＝28～32。因此，一 般将螺杆断面直径D作为计算的基础，因为它受到油井直径的限制。确定螺杆断 面直径D后，再计算螺杆的偏心距e和衬套的导程T。
2、由于密封腔室的推移速度是恒定的，理论上螺杆泵的流量是非常均匀 的，不存在流量波动。
泵与压缩机多媒体课件
第12页
重庆科技学院机械工程学院
六、单螺杆泵的运动学问题
1、螺杆的自转和公转
如图所示：衬套的中心O为圆心，以 两倍的偏心距e为半径作圆，称为衬套的 定中心圆。再以螺杆的轴线O2为圆心，以 螺杆的断面中心Ol到O2的距离为半径作 圆，称为螺杆的动中心圆。螺杆在衬套中 的运动就是由螺杆的动中心圆在衬套的定 中心圆中作纯滚动所形成的。
其一：使螺杆的一个或几个断面尺寸大于衬 套断面的相应部分，即具有初始过盈值，这 种情况下衬套单个导程的压力增加值较高， 但螺杆与衬套间的摩擦力较大，机械效率较 低；
螺杆泵教材2005讲解
A
Ｔ＝２t
R
2e 2e
y1
R
O1
x1
2e 2e
定子结构图
啮合线方程
螺杆泵定转子的啮合分为两类啮合，一类是转子 与定子衬套半圆处的啮合 --线啮合，另一类啮合是转 子与定子衬套直线段的啮合 --点啮合。
线啮合线方程为：
? x1 ? R cos( ? 1 ? ? ) ? 2e cos ? 1
? ??
y
理论排量公式如下：
Q＝４eDTn? 1440 ? q ? n ? 10?6
式中：
Q——螺杆泵理论排量， m3/d； q——螺杆泵每转排量， ml/r； n——转子转速， r/min。
螺杆泵的三个基本要求是什么？
螺杆泵作为水力机械必须要满足以下三个必要 条件 ：
1、定、转子能够互相匹配 能够满足一般齿形啮合运动的要求。
2、转子和定子衬套能够保证密封性 转子和定子衬套间能形成多个密封腔室，以充满工作液体。
3、密封腔室能够不断推移 转子的转动能够使密封腔室连同其中的工作液体连续地沿轴
向推移，并在推移过程中进行机械能和液体能的相互转化。
螺杆泵的特点及优点是什么 ？
螺杆泵定子是用丁腈橡胶衬套浇铸粘接在钢体外套内而形成的一种腔 体装置。定子内表面呈双螺旋曲面，与转子外表面相配合。
螺杆泵工作原 理是什么？
沿着螺杆泵的全长，在转 子外表面与定子橡胶衬套内表 面间形成多个密封腔室；随着 转子的转动，在吸入端转子与 定子橡胶衬套内表面间会不断 形成密封腔室，并向排出端推 移，最后在排出端消失，油液 在吸入端压差的作用下被吸入， 并由吸入端推挤到排出端，压 力不断升高，流量非常均匀 。
t
在某一时刻对于线啮合线在空间表现为间隔 T/2的轴向长度的一条平 面半圆（半径为R）曲线，而点啮合线表现为两条对称间距为 2R的两条螺
螺杆泵教材课件
什么是螺杆泵？
螺杆泵又叫渐进容积式泵， 由定子和转子组成，两者的螺旋 状过盈配合形成连续密封的腔体， 通过转子的旋转运动实现对介质 的传输。
一是 一次性投资少。与电动潜油泵、水力活塞泵和游梁பைடு நூலகம்抽
油机相比，螺杆泵的结构简单，一次性投资最低。
二是 三是
泵效高，节能，维护费用低。由于螺杆泵工作时负载稳
定，机械损失小，泵效可达90%，系统效率高。设备结构简 单、体积小，维护方便。
平均泵效
62.6％
平均泵挂
929.3米
平均检泵周期
441天
稠油井应用
目前，吉林油田、辽河油田、 冀东油田和华北油田均在重油井上采 用螺杆泵冷采，经过几年的矿场实践 都取得了较好的效果，使螺杆泵成为 重油井开采的主要举升手段。
吉 林 套 保 油 田 在 用 91 口 井 主 要 采用进口螺杆泵（加拿大）冷采，平 均泵挂350米，平均泵效31％，进口 螺杆泵平均使用天数为298天，国产 泵 使 用 寿 命 为 97 天 ， 进 口 螺 杆 泵 最 长使用时间93 0天（仍在使用）。
1、国外应用现状
稠油井应用
加拿大约40%的重油井使用螺杆泵采油，其中一石油公 司采用PCM/IFP联合公司生产的Rodemip地面驱动螺杆泵采油 系统，井下部分连续运转了两年，地面部分5年。扬程2000m， 排量240m3/d，驱动功率小，节约电耗60--75%，投资与维护 保养费用均较低。
俄罗斯的螺杆泵主要应用在巴什基里亚、古比雪夫和西 西伯利亚等油矿，油井最长的检泵周期为二年九个月。在姆 哈诺夫斯克油田，气油比高达400m3/m3，油井最长的检泵周 期为477天；在粘度为1400mPa.s的油井条件下，油井最长的 检泵周期达340天，中、小排量螺杆泵的泵效达到70%。
螺杆泵又叫渐进容积式泵， 由定子和转子组成，两者的螺旋 状过盈配合形成连续密封的腔体， 通过转子的旋转运动实现对介质 的传输。
一是 一次性投资少。与电动潜油泵、水力活塞泵和游梁பைடு நூலகம்抽
油机相比，螺杆泵的结构简单，一次性投资最低。
二是 三是
泵效高，节能，维护费用低。由于螺杆泵工作时负载稳
定，机械损失小，泵效可达90%，系统效率高。设备结构简 单、体积小，维护方便。
平均泵效
62.6％
平均泵挂
929.3米
平均检泵周期
441天
稠油井应用
目前，吉林油田、辽河油田、 冀东油田和华北油田均在重油井上采 用螺杆泵冷采，经过几年的矿场实践 都取得了较好的效果，使螺杆泵成为 重油井开采的主要举升手段。
吉 林 套 保 油 田 在 用 91 口 井 主 要 采用进口螺杆泵（加拿大）冷采，平 均泵挂350米，平均泵效31％，进口 螺杆泵平均使用天数为298天，国产 泵 使 用 寿 命 为 97 天 ， 进 口 螺 杆 泵 最 长使用时间93 0天（仍在使用）。
1、国外应用现状
稠油井应用
加拿大约40%的重油井使用螺杆泵采油，其中一石油公 司采用PCM/IFP联合公司生产的Rodemip地面驱动螺杆泵采油 系统，井下部分连续运转了两年，地面部分5年。扬程2000m， 排量240m3/d，驱动功率小，节约电耗60--75%，投资与维护 保养费用均较低。
俄罗斯的螺杆泵主要应用在巴什基里亚、古比雪夫和西 西伯利亚等油矿，油井最长的检泵周期为二年九个月。在姆 哈诺夫斯克油田，气油比高达400m3/m3，油井最长的检泵周 期为477天；在粘度为1400mPa.s的油井条件下，油井最长的 检泵周期达340天，中、小排量螺杆泵的泵效达到70%。
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一、 国内外应用现状及发展趋势
本章主要内容： (一)螺杆泵采油技术的发展历程 (二)国内外螺杆泵应用现状
(三)螺杆泵采油技术的发展趋势
(一)螺杆泵采油技术的发展历程
从20世纪30年代法国人发明了单螺杆水力
机械原理以来，单螺杆泵在石油工业领域得到
了广泛的应用。地面驱动螺杆泵采油起源于20
世纪80年代初期，法国、加拿大、美国和德国
开发三个阶段，“九五”期间，主要攻克了螺杆泵定转子抱死和定子橡
胶脱胶等技术难题，“十五”期间，主要攻克了螺杆泵热洗清蜡、驱动 装置漏油、杆柱断脱和测试诊断等技术难题。“十一五”期间完善了扶 正器优化设计及杆、泵匹配技术，推广应用了螺杆泵电参数在线监测技
术及泵况综合诊断方法，加深了偏磨机理的研究，加大了防偏磨成熟技
术的应用力度。到目前为止，地面杆式驱动螺杆泵采油技术已基本成熟 配套，成为继游梁式抽油机和潜油离心泵之后的主力人工举升方式，而 且在聚合物驱、三元复合驱油井上表现出良好的适应性。与其它人工举 升方式相比，螺杆泵低投资、低能耗、对介质适应性强等优势在油田高 含水后期挖潜增效的作用日益凸显
螺杆泵采油技术日渐成熟配套 应 用 规 模 逐 步 扩 大
地面驱动螺杆泵 采油系统
国内、外油田推广应用
大庆油田自1986年到1992年开展 GLB120-27 型螺杆泵的研制，初期由于
螺杆泵定子质量不过关及其配套工艺
技术不完善，导致现场试验井抽油杆 断脱、油管脱落及泵定子脱胶现象时 有发生，螺杆泵使用寿命较短。 1993 年至 1998 年针对大庆油田三次加密井 采油和排液的需要，先后完成了 GLB40-42 和 GLB75-40 型螺杆泵机组的
研制；针对聚合物驱油田举升的需要
完成了 GLB500-14 和 GLB800-14 型螺杆 泵机组的研制
2000 年至 2002 年针对高产液井 举升和电泵井转型的需求完成了 GLB1200-14 型螺杆泵机组的研制；针 对长期困扰螺杆泵采油技术推广应用
的清防蜡和测压问题，完成了
KGLB500-14 及以下型空心转子螺杆泵 机组的研制，目前空心转子已形成系 列化，排量、扬程和使用寿命均达到 了同型号常规螺杆泵的应用水平
地面驱动螺杆泵 采油系统
等相继开发并形成了排量为2-300m3/d，扬程为 500-2000m的系列产品，并得到广泛应用。
(一)螺杆泵采油技术的发展历程
我国自20世纪80年代中后期开 始研发地面驱动螺杆泵采油系统以来 ，目前已形成排量为2-240m3/d、扬 程为500-1800m的系列产品，并已在
大庆油田螺杆泵井生产情况统计
区块 总井数 (口) 3687 2845 292 6824 利用率 (%) 94.24 95.94 99.15 95.25 有效时 率(%) 94.03 91.12 94.65 92.81 日产液 (t/d) 37.1 63.7 65.6 48.9 沉没度 (m) 489.35 474.22 512.24 484.94 泵效 (%) 55.57 57.49 52.77 56.35
(二)国内外螺杆泵应用现状
1、国外应用现状
稠油井应用
加拿大约40%的重油井使用螺杆泵采油，其中一石油公司采用 PCM/IFP 联合公司生产的地面驱动螺杆泵采油系统，井下部分连
续运转了两年，地面部分5年。扬程2000m，排量240m3/d，驱动功
率小，节约电耗60-75%，投资与维护保养费用均较低 俄罗斯的螺杆泵主要应用在巴什基里亚、古比雪夫和西西伯 利亚等油矿，油井最长的检泵周期为二年九个月。在姆哈诺夫斯 克油田，气油比高达400m3/m3，油井最长的检泵周期为477天；在 粘度为1400mPa.s的油井条件下，油井最长的检泵周期达340天， 中、小排量螺杆泵的泵效达到70%
平均 转数 (r/min)
89.68 88.13 87.06 88.84
检泵 周期 (d)
620 505 412 550
水驱 聚驱 三元 合计
螺杆泵系列逐步完善，形成了从GLB40-42到GLB2000-12的大中小系列 螺杆泵，排量范围2～240m3/d，扬程500～1800m。螺杆泵井检泵周期得到 了有效延长
螺杆泵工作的过程本质上也就是密封腔室不断形成、推移和消失的过程
(一)螺杆泵基础知识 螺杆泵定、转子的线数 目前所应用的螺杆泵线数均采用N/N+1形式，即定子的 线数总是比转子的线数多一线，这是由空间啮合理论所决 定的。螺杆泵的线数与螺杆数量是两个根本不同的概念，
不应混为一谈
1：2结构 4：5结构
2：3结构
扬程可达到1800m（KGLB75-50） 排量可达到240m3/d (GLB2000-12 扬程600m)
应用 范围
油品性质：稠油、含砂、高含水、聚驱、三元等 KGLB500型及以下偏心测试井（套管外径139.7mm） 斜度不大于30度的斜井
2、国内应用现状
大庆油田螺杆泵应用
大庆油田自 1986 年引进螺杆泵以来，经历了引进、消化吸收、自主
阿根廷：使用螺杆泵的最高井温达到127℃ 利比亚：螺杆泵在芳烃含量 11% （ 65℃）的油井
得到成功应用
螺杆泵有着广泛的应用前景
(二)国内外螺杆泵应用现状
2、国内应用现状
螺杆泵作为一种机械采油设备，它具有其它抽油设备所不能
替代的优越性，国内在制造、应用等方面都取得了长足的进步，井
下泵已基本形成系列化。但是，与国外石油公司相比，我国在螺杆 泵的整体技术发展和应用等方面还存在着一定差距
目
录
一、国内外应用现状及发展趋势
二、螺杆泵采油系统
三、螺杆泵采油配套技术
四、螺杆泵井日常生ห้องสมุดไป่ตู้管理
五、目前螺杆泵需进一步完善和解决的问题
二、 螺杆泵采油系统
本章主要讲解的内容： (一)螺杆泵基础知识 (二)螺杆泵采油系统的种类、组成 及工作原理 (三)螺杆泵泵型及结构参数
(一)螺杆泵基础知识 采油用螺杆泵是单螺杆式水力机械的一种，是摆线 内啮合螺旋齿轮副的一种应用。螺杆泵的转子、定子副 （也叫螺杆 —— 衬套副）是利用摆线的多等效动点效应， 在空间形成封闭腔室，当转子和定子作相对转动时，封闭 腔室能作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实 现机械能和液体势能的相互转化，从而实现举升作用。螺 杆泵有单头(或单线)螺杆泵和多头（或多线）螺杆泵之分
螺杆泵定子是用丁腈橡胶衬套浇铸粘接在钢体外套内而形成的一种 腔体装置。定子内表面呈双螺旋曲面，与转子外表面相配合
螺杆泵工作原 理是什么？
沿着螺杆泵的全长，在转
子外表面与定子橡胶衬套内表 面间形成多个密封腔室；随着 转子的转动，在吸入端转子与 定子橡胶衬套内表面间会不断 形成密封腔室，并向排出端推 移，最后在排出端消失，液体 在吸入端压差的作用下被吸入， 并由吸入端推挤到排出端，压 力不断升高，流量非常均匀
稠油井应用
一是 二是
井下泵采用小过盈多级数：设计扬程为1200米的井下 泵要求举升压头400-600米时，泵效65-70% 采用低速：平均转速为50转/分 合理改变井下泵的结构：把普 通的定位销改成侧开口定位销， 再把下部铣扁的转子下放到开 口定位销内部，螺杆泵工作时， 转动的转子一直对定位销里的 含砂液体产生扰动，减少了砂 子沉积
1、国外应用现状
加拿大：井下螺杆泵被应用于含水90%，水中含盐
180000mg/l、含CO2 12%和含硫7%的油井中 螺杆泵还用于水平井排砂，油井完井深度 450~750m 。用盘管注入，螺杆泵采出的方法成功地清
复杂工况井应用
除了水平井段的砂堵
螺杆泵应用于含砂高达20%（体积比）的油井，使 用寿命达到6个月
经
验
三是
四是
采用泵挂深度置于射孔段下方，保证定子散热良好， 避免烧泵
(三)、螺杆泵采油技术的发展趋势
1.电动潜油螺杆泵
杆式驱动螺杆泵在水平井及大斜度井上应用受到了限制，大排 量螺杆泵井杆管偏磨日益严重，螺杆泵井的拓宽应用受到制约。开 发应用电潜螺杆泵从根本上解决上述问题。电动潜油螺杆泵采油系 统由地面控制系统、下井电缆、螺杆泵、保护器、减速器和电机等 组成。目前国内多个油田都在研发和试验过程中，存在主要问题是 螺杆泵排量及减速器寿命
目
录
一、国内外应用现状及发展趋势 二、螺杆泵采油系统 三、螺杆泵采油配套技术 四、螺杆泵井日常生产管理 五、目前螺杆泵需进一步完善和解决的问题
什么是螺杆泵？
螺杆泵又叫渐进容积式泵， 由定子和转子组成，两者的螺旋 状过盈配合形成连续密封的腔体， 通过转子的旋转运动实现对介质 的传输。
螺杆泵采油的技术特点是什么？
3：4结构
螺杆泵有哪些结构参数？
e ——转子偏心距，mm 单头螺杆泵三个重要的结构参数 D ——转子截圆直径，mm T ——定子导程，mm
以来通过螺杆泵应用优化设计，确定合理的工作参数；间 歇式棘爪防反转装置的研制与应用，有效地防止了螺杆泵 停机后的驱动杆高速反转及杆柱断脱现象的发生；变频器 在螺杆泵井上的应用，实现了螺杆泵的软启动和软停机控 制和油井产液量的合理调整等技术配套措施，使螺杆泵在 稠油开采方面取得了良好的应用效果，投入产出比达到 1:11.2。海外河油田应用螺杆泵冷采20余口井，平均检泵 周期达1年
8000mPa.s以下的原油开采，因此多数稠油井都可应用
螺杆泵采油的技术特点是什么？
五是
适应高含砂井。理论上螺杆泵可输送含砂量达80%的砂 浆，在原油中含砂量达40%的情况下也可正常生产
六是
适应含气量较高井。螺杆泵不会发生气锁，因此较适合 于油气混输，但井下泵入口的游离气会影响容积效率
七是
适合于海上油田丛式井组和水平井。螺杆泵可下在斜 直井段，而且设备占地面积小，因此适合于海上采油
一是
一次性投资少。与电动潜油泵、水力活塞泵和游梁