螺杆泵井合理转速的确定与应用
螺杆泵在污水处理中的应用-岩土报告师考试.doc
螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点，在污水处理厂中，广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。
螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。
如果在设计选型方面考虑不周，会给以后的使用、管理、维修带来麻烦，所以选用一台按生产实际需要，合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行，又可降低修理成本。
现将我们在应用螺杆泵的一些体会介绍一下。
关键字：螺杆泵污水处理螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点，在污水处理厂中，广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。
螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。
如果在设计选型方面考虑不周，会给以后的使用、管理、维修带来麻烦，所以选用一台按生产实际需要，合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行，又可降低修理成本。
现将我们在应用螺杆泵的一些体会介绍一、螺杆泵的转速选用螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于低转速的螺杆泵，高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，必定使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，极易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命通过减速机构或无级调速机构来降低转速，使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内，与高速运转的螺杆泵相比，使用寿命能延长几倍。
二、螺杆泵的品质现在市场上的螺杆泵的种类较多，相对而言，进口的螺杆泵设计合理，材质精良，但价格较高，服务方面有的不到位，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。
国内生产的大都仿制进口产品，产品质量良莠不齐，在选用国内生产的产品时，在考虑其性价比的时候，选用低转速，长导程，传动量部件材质优良，额定寿命长的产品。
三、确保杂物不进入泵体湿污泥中混入的固体杂物会对螺杆泵的橡胶材质定子造成损坏，所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的，很多污水厂在泵前加装了粉碎机，也有的安装格栅装置或滤网，阻挡杂物进入螺杆泵，对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。
智能技术在螺杆泵井的应用与评价
智能技术在螺杆泵井的应用与评价1. 引言1.1 螺杆泵井的定义螺杆泵井是一种用于输送液体或气体的机械设备，主要由泵体、螺旋叶片、电机等部件组成。
其工作原理是通过螺旋叶片在泵体内旋转，将液体或气体从入口处吸入并沿着螺旋叶片的方向推送出口处。
螺杆泵井广泛应用于石油、化工、食品、制药等工业领域，可以输送各种介质，包括高粘度液体、腐蚀性介质等。
由于其输送压力稳定、排量大、能耗低等特点，受到了广泛的青睐。
智能技术为螺杆泵井的运行和管理带来了新的可能性。
通过智能监测系统，可以实时监测泵的运行状态、故障预警等，提高了设备的可靠性和稳定性。
智能控制系统可以自动调节泵的运行参数，优化泵井的运行效率。
智能技术的应用不仅可以提升泵井的生产效率，还可以改善泵井的安全性，减少事故风险。
智能技术在螺杆泵井中的应用将会为工业生产带来更大的便利和效益。
随着技术的不断进步，智能技术在螺杆泵井中的发展前景将更加广阔。
1.2 智能技术在工业领域的应用智能技术在工业领域的应用越来越广泛，其应用领域涵盖了生产制造、能源矿业、交通运输、环境保护等多个领域。
在生产制造领域，智能技术可以帮助企业实现自动化生产，提高生产效率和质量，降低生产成本。
在能源矿业领域，智能技术可以实现智能化控制和监测，提高资源利用率，减少能源消耗，保护环境。
在交通运输领域，智能技术可以实现智能交通管理，提高交通运输效率，缓解交通拥堵问题。
在环境保护领域，智能技术可以实现智能监测和管理，提高环境监测效率，保障环境安全。
智能技术在工业领域的应用有助于提高生产效率、降低成本、提升品质、保护环境、提高安全性等方面带来了诸多益处。
随着科技的不断发展，智能技术在工业领域的应用也将不断深化和扩展，为工业生产带来更多的便利和可能性。
2. 正文2.1 智能技术在螺杆泵井中的应用一、智能监测系统的应用：智能监测系统可以实时监测螺杆泵井的运行状态和性能参数，如压力、流量、温度等，通过数据采集和传输，实现远程监控和故障诊断。
螺杆泵采油
螺杆泵采油螺杆泵采油螺杆泵（PCP，Progressing Cavity Pump）是以液体产生的旋转位移为泵送基础的一种新型机械采油装置。
它融合了柱塞泵和离心泵的优点，无阀、运动件少、流道简单、过流面积大、油流扰动小。
在开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时，同其它采油方式相比具有灵活可靠、抗磨蚀及容积效率高等特点。
随着合成橡胶和粘结技术的发展，使螺杆泵也成为稠油出砂冷采、聚合物驱油的油田主要的人工举升方式。
生产厂家主要有美国的Centrilift（Baker Hughes公司的分部）、Amoco、Reda等几个大公司，它们以其雄厚的经济、技术实力，很快就研制成功并进入批量生产阶段，在技术及产品上均处于世界领先地位。
在加拿大主要由Corod公司，法国PCM公司，英国的Moyno泵有限责任公司、美国的Kois & Moyno公司，我国现加工制造螺杆泵的厂家有北京石油机械厂、唐山玉联有限责任公司、上海东方、潍坊生建、胜利高原、天津螺杆机械有限责任公司等多家，应用及配套技术也相对成熟，现已成熟的螺杆泵采油配套技术有：管柱防脱技术，杆柱防脱技术、管柱、杆柱扶正技术、螺杆泵井清、防蜡解堵工艺技术。
这些配套技术的成功应用使螺杆泵在稠油开采领域得到了较广泛的应用。
一、螺杆泵采油系统螺杆泵采油系统按驱动方式可划分为地面驱动和井下驱动两大类，而地面驱动按不同驱动形式又可分为皮带传动和直接传动两种形式，井下驱动也可分为电驱动和液压驱动两种形式。
在整个螺杆泵采油系统中，地面驱动发展较早、也较成熟，但是井下驱动避免了地面驱动扭矩的损失、设备也比较少，具有较高的采油效率，国内正处于试验阶段。
1. 地面驱动螺杆泵系统地面驱动螺杆泵装置是利用抽油杆传递地面电机的扭矩，带动井下螺杆泵转动来举升原油。
就其驱动方式而言，它是一种旋转运动的有杆泵。
其装置主要由驱动系统、联接器、抽油杆及井下抽油装置组成。
但随着丛式井、定向井及斜井的日益增多，地面驱动螺杆泵开始暴露出其缺陷，由于不断的扭转常使抽油杆接箍松脱，丝扣损坏，特别是在下泵较深，负荷较大的井中更为严重；另外，在丛式井、定向井和斜井中，常规的地面驱动系统还要经受抽油杆损坏和抽油杆与油管偏磨产生的漏失问题，增加了油井因抽油杆失效所造成的损失，使油井作业费用增加。
螺杆泵采油工艺的合理应用
螺杆泵采油工艺的合理应用发表时间：2020-04-23T09:00:18.163Z 来源：《工程管理前沿》2020年2月4 期作者：周天竹[导读] 在社会和经济发展过程中，石油资源消耗不断增多摘要：在社会和经济发展过程中，石油资源消耗不断增多，石油企业需要转变传统的生产模式，应用创新生产工艺，以便提高生产效率，满足各领域石油资源的需求。
本文围绕螺杆泵采油工艺的合理应用展开讨论，包括大排量螺杆泵、连续式螺杆泵、直驱式螺杆泵应用方式，为石油企业应用螺杆泵进行石油生产提供参考依据。
关键词：螺杆泵；采油工艺；合理应用引言：石油企业在开采石油资源过程中，螺杆泵发挥至关重要的作用，一方面提高开采效率，另一方面保证开采过程安全有序的进行。
但是在螺杆泵应用过程中，由于螺杆泵所处环境较为复杂，极易影响到螺杆泵的正常使用，并且出现的故障，无法使采油工作正常的进行。
针对环境引发的故障问题，石油企业应根据实际情况实施有效的解决措施，提高螺杆泵采油工艺的应用效率。
1.螺杆泵采油工艺及其发展现状现阶段石油企业应用螺杆泵采油工艺开采石油过程中，会使用两个主要装置，一是螺杆抽油泵，二是地面驱动装置。
使用设备建立封闭的采油环境，螺杆在运行过程中，会产生较大的吸力，在压力的作用下，地层深层的原油会源源不断的流入到收集装置。
在抽油过程中，地质结构内其它物质也会被抽离至存储设备。
在科学技术发展和应用过程中，我国在石油开采领域取得重大的突破，尤其是应用螺杆泵采油工艺，可以快速的安装螺杆泵采油设备，并且简化采油路程，有效提高采油效率的同时，还能控制采油成本。
但是石油资源一般存储在复杂的地质结构中，石油企业需要在复杂的环境中的开采石油，复杂的环境会影响到螺杆泵采油设备正常的运行，一旦设备出现故障，不利于石油企业开采石油。
针对复杂环境下螺杆泵易出现故障问题，石油企业应实施科学合理的措施，保证螺杆泵设备正常的运行，并且为工作人员营造操作简便、安全性较高的采油环境，减少复杂环境对生产造成的不利影响，以便促进石油企业可持续发展，为我国石油发展奠定坚实的基础。
螺杆泵井综合诊断方法研究与应用
。 ５ Ｕ ＯＳ ７３ Ｃ
憋压法 是应用 双憋 曲线定 性解释 法来 诊断 螺杆泵 井泵 工况 ，基 于 流体传压理论 ，根据泵 抽时因泵况不 同而反映出来 的各种 压力变化 规 律 ， 对 所 测 曲 线 进 行 定 性 分 析 ， 以反 映 出 泵 的各 种 工 作 状 况 。 当使用 电流法无法确定 为何种 故障类型时 ，采用 憋压法 测螺杆泵 井 的双 憋曲线 ，根据生产和停机状态下压力 随时 间的变化 ，结合产量、 液 面等参数 ，进 一步确定具 体的故障类 型。 ２ ３螺 杆 泵 井 综 合 诊 断 方 法 的 原 理 及 现 场 应 用 原 理及 具 体 的诊 断 过程 ： 现 场 综 合 诊 断 方 法 ， 即采 用 电 流法 、 憋 压 法 ， 同时 结 合 产 量 、 液 面等参数进行综合分析判断，确定井下杆、管 、泵 的实际工作状况，若 发生 故障 判 断故 障类 型和 部位 ，并 提 出相应 的治理 方法 。 使 用 现 场 综 合 诊 断 方 法 对 一 口井 进 行 诊 断 时 ，通 常是 根 据 常 规 生 产 参数 ，如产量 、液 面、 电流等 的变化 来进行初步分析 ， 目的是判断 螺 杆 泵 井 的 基 本 状 况 是 否 正 常 ，对 不 正 常 的 井 再 结 合 电流 法 、 憋 压 法 进 行继续分析判 断。当发现螺杆泵井 的电流明显变化 时，及时落实产 量和液面 ，看工作 电流是否在合理工作区间，若电流偏离正常区间 ，螺 杆 泵 井 极 有 可 能 出 现 故 障 ，结 合 产 量值 并 通 过 工 况 特 征 初 步 判 断 可 能 ３．经济 效 益 ３ １通 过 使 用 螺 杆 泵 井 现 场 综 合 诊 断 方 法 ，对 问题 螺 杆 泵 井 及 时 ． 进行诊 断，从而减少 了问题井的躺井 时间 。 单 井减 少躺 井 时 间按 ２ ｄ计 算 ，每 口井产 油按 １ ｔ ｄ计 算 ，油 价 按 １／ １０ ０ ０元 ／吨计算 ，一 口井减少躺 井时间可节约费用为：１ ０ １× ０ ０Ｘ １
螺杆泵特点及在污水处理中的选用及应用过程[工程类精品文档]
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螺杆泵特点及在污水处理中的选用及应用过程[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，必定使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，极易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命。
通过减速机构或无级调速机构来降低转速，使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内，与高速运转的螺杆泵相比，使用寿命能延长几倍。
螺杆泵决不允许在断料的情形下运转，一经发生，橡胶定子由于干摩擦，瞬间产生高温而烧坏，所以，粉碎机完好，格栅畅通是螺杆泵正常运转的必要条件之一，为此，有些螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置，腔体内会产生真空，真空装置会使螺杆泵停止运转。
螺杆泵是一种容积式回转泵，当出口端受阻以后，压力会逐渐升高，以至于超过预定的压力值。
此时电机负荷急剧增加。
传动机械相关零件的负载也会超出设计值，严重时会发生电机烧毁、传动零件断裂。
为了避免螺杆泵损坏，一般会在螺杆泵出口处安装旁通溢流阀，用以稳定出口压力，保持泵的正常运转。
现在市场上的螺杆泵的种类较多，相对而言，进口的螺杆泵设计合理，材质精良，但价格较高，服务方面有的不到位，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。
螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点，在污水处理厂中，广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。
螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。
如果在设计选型方面考虑不周，会给以后的使用、管理、维修带来麻烦，所以选用一台按生产实际需要，合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行，又可降低修理成本。
螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点，在污水处理厂中，广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。
螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。
如果在设计选型方面考虑不周，会给以后的使用、管理、维修带来麻烦，所以选用一台按生产实际需要，合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行，又可降低修理成本。
螺杆泵的选择、使用中的问题
价值工程1螺杆泵工作特性曲线螺杆泵工作特性是通过工作特性曲线（如图1）来表示的，而曲线是通过在室内检测试验装置上，模拟井下工况实测的螺杆泵工作特性曲线。
包括：1．1扬程与容积效率的关系曲线；螺杆泵的容积效率会随扬程的提高而下降；1．2扬程与转子扭矩的关系曲线；扬程越高扭矩越大；1．3扬程与系统效率的关系曲线；螺杆泵效率呈抛物线规律变化，效率有一个最高点，有高效区范围，高效区范围以外效率很低；尽量在高效区范围内使用，螺杆泵泵效就高。
2影响螺杆泵工作特性的几个因素2．1过盈量对螺杆泵工作特性的影响（如图2所示）由螺杆泵的原理可知，其定、转子间过盈在一定程度上决定了单级承压能力的大小，如图2所示，过盈量将直接影响螺杆泵工作特性。
过盈小会降低举升能力，而过盈大会增加定、转子间的摩擦，降低效率。
因此，定、转子间的过盈选择是螺杆泵制造的关键技术之一。
根据大量的试验结果，总结出定子、转子间初始过盈值的经验公式：δ=（0.005~0.01）D式中：D —转子截面圆直径，mm 。
2．2转子转速对螺杆泵工作特性的影响如图3所示的三组试验曲线就说明了随着转速的提高，在同一举升高度条件下，泵的容积效率升高；在同一容积效率条件下，泵的举升高度增加。
但另一方面，由于螺杆泵的定、转子间有一定的过盈值，转子在定子内旋转时，定子橡胶受到周期性压缩，产生摩擦面的自动升温和疲劳。
在井温比较高的情况下，加速了橡胶分子链的重新组合，使弹性模数减小，从而降低疲劳特性及金属套和橡胶结合面上粘结剂的强度，也加速定子橡胶的老化而缩短其寿命。
从试验得知，自动升温值和压缩疲劳以及橡胶的老化是加载频率(即转速)的函数，因此，选择泵的适当转速是很有必要的。
一般来说，近几年设计的地面驱动采油螺杆泵，最高转速均在300r/min 左右,而最常用的转速为55～200r/min 。
对于高含砂油井，磨蚀是限制泵转速的又一重要因素。
在磨蚀工况下，定子橡胶的磨损量与转速的平方成正比。
单螺杆-lp
含有酸碱腐蚀性的介质
食品业：用于酒厂输送酒废渣及制酒流程中的投配料的输送。
纺织业：输送合成纤维液、粘胶液、染料、油墨、尼龙粉液。
造纸业：用于纸浆黑液的输送。
应 用 领 域
石油业：用于多种油类、油脂产品的地面集输泵。
化工业：用于输送各种悬液乳胶液、酸、碱、盐液。
造船业：用于输送渣油、扫舱和污水、海水等。 建筑业：用于输送灰浆、灰膏。
二。电潜单螺杆泵
特点：●无需抽油杆传递动力，使深
井大流量采油成为可能。 ●根除了由于抽油杆所带来的 诸多限制和杆管磨损、杆断
落井问题。
●节能降耗显著、高投资回报。 ●地面设施少、空间小、容易 实现遥控管理。
●无噪音、无泄漏，安全环保。
●国外研发始于50年代前苏联，技术经济指标明显，然而受到制造和操作水平上的限制。 ●近年美国、德国、加拿大重视加大该项目的开发力度，并在多砂、高粘深井、定向井、
单螺杆泵衬套为橡胶制品，也是单螺杆泵的一个易损件，它的选择好坏， 直接影响衬套的寿命，一般正常情况下衬套的寿命为3-6个月，如果选用不当， 衬套可能从钢管中脱落或橡胶掉块。所以要求我们对橡胶的基本特性及橡胶对 各种不同介质的适应性有所了解，根据我们的经验列出表四、表五。
表四：橡胶基本特性
橡胶特性 耐最高温度 耐磨性 耐老化性 耐臭氧 耐蒸汽 耐燃性
单螺杆泵
一。工作原理
单螺杆泵是一种内啮合的密闭式容积泵。
它的主要工作部件是：转子、定子、万向接头、传动 轴、吸入管、压出管
转子：
单头螺纹，任意截面均为半径R的圆，圆心与转子轴线偏离，偏心 距为е 。螺杆表面为正弦曲线，abcd绕轴线旋转而形成，两齿顶之 间距为螺距ｔ。
定子：
内表面双头螺纹，导程T=2ｔ， 任一截面为腰圆，只是彼此相互错 开一个角度，腰圆半径为R（螺杆 直径），圆心距为4е 。（一方面 本身轴线转动，另一方面沿衬套表 面滚动）。
螺杆泵的采油原理及应用
螺杆泵的采油原理及应用螺杆泵，是一种通过螺杆运动将液体从低压区域输送到高压区域的设备。
它由主转子和从动转子组成，主转子通常有一个或多个螺旋凸台，从动转子与主转子的螺旋凸台相啮合，形成密闭的腔室。
当主转子旋转时，腔室会随之移动，从而实现了液体的连续输送。
螺杆泵因其结构简单、运行平稳、适应性强等优点，在工业生产中得到了广泛的应用。
螺杆泵的采油原理是利用泵腔内的螺杆旋转运动，将地下的原油吸入螺杆泵内，并通过泵腔的挤压作用将原油推送到地面。
具体来说，主转子和从动转子啮合时，泵腔呈现连续的螺旋形状，当主转子旋转时，腔室从进口端吸入原油，然后在旋转过程中，随着螺杆的转动，泵腔逐渐收缩，形成一个密闭的螺旋腔，并将原油不断向螺杆泵的出口端推送。
这样，螺杆泵就能实现对地下原油的连续吸入和输送。
螺杆泵的应用主要集中在油田采油领域。
具体来说，螺杆泵可以用于油井的增压、采油、输送和注水等工艺过程中。
在油田开采中，油层压力会随着时间的推移而降低，使得原油无法顺利地从井底升到地面。
此时，螺杆泵作为一种能够提供持续增压的设备，被广泛应用于油井的提升系统中。
螺杆泵通过连续的输送原油，将井底的原油从油井井底提升到地面，并顺利地输送到油罐。
同时，螺杆泵还可以用于注水过程，通过远距离输送注水到油井，以维持油层的压力，提高油井的采收率。
螺杆泵在油田采油过程中具有以下几个优势。
首先，由于螺杆泵的结构简单，转子与转子之间没有接触点，因此摩擦损失小，运行平稳可靠。
其次，螺杆泵的输送容积大，输送压力高，适用于输送高粘度原油等特殊工况。
此外，螺杆泵还具有可逆转输送、自吸性能好、适应性强等特点，能够适应不同的工况和需求。
总之，螺杆泵以其独特的结构和运行原理，在油田采油领域得到了广泛应用。
它通过产生密闭的螺旋腔，实现了地下原油的连续吸入和输送。
在油井增压、采油、输送和注水等工艺过程中，螺杆泵具有结构简单、运行平稳、适应性强等优势，能够满足不同工况和需求，提高油井采收率，推动油田采油工艺的进步。
单螺杆泵的选用标准
单螺杆泵的选用标准螺杆泵包括单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵。
在选型的时候要清楚所输送介质的特性，选择适合的螺杆泵产品，如单螺杆泵适合输送高粘度流动性较差的介质，如污泥、蜂蜜等。
除此之外，应考虑所输送介质的性质，根据其酸碱性，磨蚀性，工况温度等选择合适的主要配件材质及转速。
正确的选型是保证单螺杆泵使用寿命的保证。
一、单螺杆泵的转速选用螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于低转速的螺杆泵，高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，必定使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，极易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命。
二、单螺杆泵的品质螺杆泵的种类较多，相对而言，进口的螺杆泵设计合理，材质精良，但价格较高，服务方面有的不到位，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。
国内生产的大都仿制进口产品，产品质量良莠不齐，在选用国内生产的产品时，在考虑其性价比的时候，选用低转速，长导程，传动量部件材质优良，额定寿命长的产品。
三、确保杂物不进入泵体湿污泥中混入的固体杂物会对螺杆泵的橡胶材质定子造成损坏，所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的，很多污水厂在泵前加装了粉碎机，也有的安装格栅装置或滤网，阻挡杂物进入螺杆泵，对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。
四、避免断料螺杆泵决不允许在断料的情形下运转，一经发生，橡胶定子由于干摩擦，瞬间产生高温而烧坏，所以，粉碎机完好，格栅畅通是螺杆泵正常运转的必要条件之一，为此，有些螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置，当发生断料时，由于螺杆泵其有自吸功能的特性，腔体内会产生真空，真空装置会使螺杆泵停止运转。
五、保持恒定的出口压力螺杆泵是一种容积式回转泵，当出口端受阻以后，压力会逐渐升高，以至于超过预定的压力值。
此时电机负荷急剧增加。
传动机械相关零件的负载也会超出设计值，严重时会发生电机烧毁、传动零件断裂。
为了避免螺杆泵损坏，一般会在螺杆泵出口处会安装回油阀，用以稳定出口压力，保持泵的正常运转。
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螺杆泵井合理转速的确定与应用
摘要:螺杆泵采油转子转速大小直接影响泵的效率和寿命,不同的环境因素、不同的工况、不同的泵结构参数以及泵在不同使用时期下,对泵的特性有不同的要求,那么转速也就有不同的选取。
如果选取不合理转速,螺杆泵高效节能优点就发挥不出来,本文从影响螺杆泵转速选取的几个重要因素,从理论和实际应用两方面进行了分析讨论,对螺杆泵转速的合理性进行确定,达到提高螺杆泵井合理化生产的目的。
主题词:螺杆泵合理转速确定
引言
螺杆泵采油技术以其一次性投资少、管理方便、节能效果好等优势,逐渐成为油田注水开采后期一种较为经济有效的机械采油方法之一,尤其适合于稠油、高含气、高含砂油井的开发。
在螺杆泵的日常管理中,转速的确定尤为重要,合理的转速应当与油井的的工况及螺杆泵的结构参数相匹配。
如果转速选择不当,即会使泵效下降,还会影响泵的寿命。
本文针对影响螺杆泵转数的几个主要因素进行讨论,为确定合理转速提供参考依据。
1、螺杆泵井工况分析
螺杆泵的转速应用与油井的工况相匹配,不同的工况对转速有不同的要求。
螺杆泵转速影响较大的因素是原油粘度,原油粘度影响泵的充满系数,当泵的转子旋转时,在泵的吸入口处泵的空腔容积逐渐变大,这时,只要有一定压差,原油便可迅速充满空腔。
泵的转速越高,流道内液流的轴向速度就越大。
若油液粘度较大,则因其流动性差,泵吸入口的水力阻力将变的很大,油液就不能很快充满吸入腔,使泵的容积效率急剧下降。
由于油液不能完全充满泵的密封腔以及油液中大量气泡的产生,造成转子、衬套之间的局部干摩擦,并有剧烈的振动和噪声产生,会对泵的寿命产生严重的影响。
对于地面驱动的螺杆泵,还要克服抽油杆柱在井中旋转所受到的流体阻力。
根据流体力学,假设牛顿流体μ为常量,在等速旋转的条件下,作用在抽油杆上流体转动阻力为:
M=πμd12d22Lω/(d12-d22)(1)
式中,μ为原油粘度,Pa.s;ω为抽油杆旋转角速度,rad/s;L为抽油杆长度,m;d1,d2分别为抽油杆外径、油管内径,m。
由(1)式可见,在粘度较大时,如果转速过高,阻力矩变就很大,不仅会引起泵的机械损失增大,还会对抽油杆的强度造成一定的影响。
所以,当抽吸的油液粘度较高时,泵的转速应低些。
对于地面驱动的螺杆泵采油系统,常用转速一般为50-200r/min。
螺杆泵的转速大小还应与油井的产量相匹配,保证泵的流量不大于油井的产量,如果油井供液不足,采油指数很低,而泵的流量大,井筒内静液面较高,既出现负沉没度,泵中介质不仅有析出气,还有从套管直接吸入的气体,致使泵长期在排气状态下工作。
由于定、转子间没有足够的液体润滑,摩擦热又不能散发,定子橡胶急剧升温,促使橡胶膨胀,增加了对转子的抱紧力,抱紧力又促使摩擦力增加,这种恶性循环使橡胶很快烧焦,导致泵很快失效。
2、螺杆泵的效率
螺杆泵的转速选取与泵效有直接的关系。
大家都知道螺杆泵具有容积泵和离心泵的特点。
容积效率随转速的增大而增大,而机械效率随转速的增大而稍微有所降低。
显然,当转速较高时,容积效率也较高,而机械效率稍低。
但总效率仍较大。
所以,从提高泵效的角度出发,泵的转速应尽可能取得大一些。
我们在平时工作中积累了一些调整转速的经验,对于高沉没度低泵效井采取调大转速的方法,能够提高产量,同时泵效也相应提高。
3、衬套的磨蚀
螺杆泵衬套磨蚀主要有摩擦磨损、疲劳磨损及磨砺磨损等。
研究表明,泵的衬套磨损量与工作转速的平方成正比。
转速越高,转子、衬套之间的滑动速度越大,衬套所受的循环载荷的频率也越大,接触区的温升也越高,这就加剧了摩擦磨损及疲劳磨损的程度。
在高含砂的油井中,过高的工作转速还会加剧磨砺性磨损,造成螺杆衬套橡胶接触面凸出部分的擦伤,引起泵过早失效。
所以,从降低衬套磨损、延长泵的寿命角度来看,泵的转速不宜过高,在含砂较高或易出砂的油井生产中,泵的转速以小于100r/min为宜。
然而,降低泵的转速会对泵的容积效率造成不利的影响。
由螺杆泵的特性曲线(图一)可见,当转速降低时,容积效率也会有较大幅大的降低。
为保证低转速时的高效率,可采用降低泵的工作压力或提高泵的每级承压能力(采用高扬程的泵)的办法来补偿因转速低而引起的容积效率的下降。
这样就可做到低转速速下的高效率,同时也降低了泵的磨损,延长了泵的寿命。
这就要求新井下泵设计时要考虑周全。
另外,螺杆泵的工作转速也应与其结构参数相匹配,对于衬套的初始过盈δ0来说,δ0越大,泵的转速应越低,这样有助于降低衬套的磨损速度及提高泵的机械效率。
另外,在泵的使用初期,泵的转速宜稍取低些。
随着衬套的逐渐磨损,转子、衬套之间的间隙也会逐渐增大,故在螺杆泵的使用后期,可适当地提高转速,补偿因衬套的磨损而造成容积效率的急剧下降。
总之,随着油井的不断开采,产量将不断下降,泵的转速也要相应调节到合适的值,保证泵的实际流量不大于油井的产量,使之始终与油井产量相匹配。
例:以下面2口螺杆泵井转速调整为例,进行分析螺杆泵合理转速的确定与应用,南1-21-257调整前油井产量与工作转速不合理,转速在86 r/min时,油井产能未能充分发挥,沉没度水平高,泵效低,螺杆泵为未起到高效节能的目的;南1-32-251转速在147 r/min时,供液能力不足,沉没度低,泵效低;这2口井调整前均未达到节
能的目的;当分别调到120 r/min和97 r/min时,泵排量与油井产量相匹配较为合理,泵效提高,沉没度稳定,同时满足油井生产需要,工作制度逐步合理。
调整前后对系统效率进行测试对比,系统效率明显增加。
因此,选择泵的适当转速是很必要的。
4、结论
4.1螺杆泵转速的确定是一个非常重要而又复杂的问题,在不同的工作环境、不同工况、不同泵的结构参数以及泵的不同使用时期下,对螺杆泵的特性应有不同的要求,那么转速也就有不同的选取。
4.2若想得到螺杆泵的好的综合特性,就应对上述因素进行综合考虑,确定较为合适的转速,这样既保证一定泵效,又能保证泵的工作寿命。
4.3对于小排量螺杆泵井由于自身排量小,转速最高不宜超过150 r/min,在防止干磨的情况下,建议转速控制在100 r/min左右为宜,新井投产初期应不断调整泵的转速,达到泵与井况的合理匹配,使泵获得较长的寿命。