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不锈钢螺杆泵概述和影响工作寿命的因素

  • 发布者:海鸿泵阀

    发布日期:2020-10-06
  • (一)、不锈钢螺杆泵概述
      不锈钢螺杆泵是一种回旋式容积泵。根据相互啮合的螺杆的数目不同,可分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵等等。按螺杆的位置来份可分为立式或卧式。采油用不锈钢螺杆泵的转子、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,并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,通过机械能和液体能的相互转化来达到举升原油的目的。随着转子和定子的相互运动,转子旋转到相对定子的不同位置,决定了定子与转子彼此啮合点也随着位置变化而变化。除了转子横截面位于定子衬套长圆形横截面的两端时,接触线成一条弧线,在其他时期,转自和定子的接触是进行点接触。因为转子和衬套的啮合是保持持续的,两者之间的接触点就连成了立体的密封线,并形成密封腔室。
      随着转子的不停转动,一个腔室空间逐步增大,在吸入端的压力差下,液体就会被吸入转子、定子副形成的一个腔室。随着转子转动的不断进行,一个腔室开始封闭,同时顺着不锈钢螺杆泵轴向方向往排出端逐步移动,终消失在末端,在吸入端又开始形成一个密封腔室。油液的举升就随着密封腔室的连续不间断的形成、移动和消失,由吸入端不断被挤压到排出末端。
      总而言之,不锈钢螺杆泵工作过程原理即一个个密封腔室连续形成、移动和消失的过程,不锈钢螺杆泵具有很强的自吸能力,它的理论流量取决于运动部件的尺寸和转速。
      (二)、影响螺杆泵工作寿命的因素
      采油螺杆泵作为一种广泛用于高产稠油井开采的采油机械已有20多年的历史。螺杆泵的结构简单,特别适合于高粘度、高含砂量的油井,并且有较高的工作效率。目前国内已经具备独立生产各型螺杆泵的条件,由于材料缺陷,其大扬程、寿命均与同型号的国外产品存在差距。螺杆泵定子材料受多种因素的影响,引起橡胶的物理性质发生变化,使橡胶过早老化,缩短了螺杆泵的工作寿命,限制了高粘度螺杆泵的使用范围。螺杆泵定子橡胶材料的改进和螺杆泵结构的优化设计,是提高采油螺杆泵性能和工作寿命的重要途径。
      1、螺杆泵的结构和工作原理
      螺杆泵是一种螺旋杆齿轮泵,其基本构件是转子和定子。转子是一个有平滑螺纹槽的单头螺杆,其横截面为圆形,圆心与螺杆的回转中心存在偏心距。转子一般由结构钢制造,并镀铬。定子是一个有平滑螺纹槽的双头螺母,由钢制外壳和耐油、耐磨的橡胶内衬粘结而成,其内径与转子外径相等,导程和偏心距都是转子的2倍。这样,在定子的内螺旋面和转子表面间就形成一个一个的封闭腔室。当定子一转子副中靠近吸入端的一个腔室的容积增加时,在它和吸入端的压力差作用下,油流便进入一个腔室。随着转子的转动,这个腔室开始封闭,并向排出端移动。就这样,油液通过一个一个封闭的腔室从吸入端推挤到排出端,压力不断升高,排量非常均匀。
      2、影响螺杆泵工作寿命的因素
      橡胶弹性内衬材料承受的负荷有转子对它的挤压、定子和转子之间的高速滑动摩擦、转子绕定子轴线行星回转时产生的离心力对定子内衬的冲击;摩擦和冲击机械能产生的热能,使内衬橡胶温度升高。由于橡胶为绝缘体,热量不能有效扩散.再加上井下温度的作用.热能终影响合成橡胶的物理性质,使橡胶老化变脆,在转子的交变载荷和流体压力作用下逐渐失去弹性。
      橡胶内衬材料产生的裂纹逐渐增多,终形成橡胶碎片,导致定子失效。
      油井中的砂子极具磨砺性,对泵、杆柱和油管均造成磨损。
      原油中含有相当数量的芳香族、H2S和CO2气体。芳香族化合物使定子膨胀,H2S和CO2气体会使定子橡胶脆化、硬化,以致破坏。

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