螺桿泵的特殊性能作用及工作壽命重要途徑
由于井下單螺桿泵的作用，70年代初就有人進(jìn)行了開(kāi)采高粘原油的試驗。至今，已比較普遍地在高粘度、高含砂量、高油氣比的原油開(kāi)采中推廣應用。近年來(lái)，美洲和歐洲幾家公司又在不斷改進(jìn)，使螺桿泵的應用范圍又有所擴大，可用于高含水(含水率80%以上)深井等機械采油上。
1、影響螺桿泵工作壽命的因素
橡膠彈性?xún)纫r材料承受的負荷有轉子對它的擠壓、定子和轉子之間的高速滑動(dòng)摩擦、轉子繞定子軸線(xiàn)行星回轉時(shí)產(chǎn)生的離心力對定子內襯的沖擊；摩擦和沖擊機械能產(chǎn)生的熱能，使內襯橡膠溫度升高。由于橡膠為絕緣體，熱量不能擴散.再加上井下溫度的作用.熱能 終影響合成橡膠的物理性質(zhì)，使橡膠老化變脆，在轉子的交變載荷和流體壓力作用下逐漸失去彈性。橡膠內襯材料產(chǎn)生的裂紋逐漸增多， 終形成橡膠碎片，導致定子失效。油井中的砂子 磨礪性，對泵、桿柱和油管均造成磨損。原油中含有相當數量的芳香族、HZS和COZ氣體。芳香族化合物使定子膨脹，HZS和COZ氣體會(huì )使定子橡膠脆化、硬化，以致破壞。
2、前蘇聯(lián)地面驅動(dòng)螺桿泵技術(shù)的發(fā)展
前蘇聯(lián)從50年代中期開(kāi)始研制采油用井下單螺桿泵。于1973年成批投入生產(chǎn)，在生產(chǎn)采油用單螺桿泵方面，目前已形成系統。在前蘇聯(lián)巴西基里亞、古比雪夫和西西伯利亞等主要油礦的現場(chǎng)應用表明，螺桿泵在井下連續工作時(shí)間 長(cháng)可達兩年九個(gè)月左右。一般在一年左右。在姆哈諾夫斯克油田使用螺桿泵時(shí)，在油氣比高達400的條件下，無(wú)故障工作長(cháng)達477d。在高粘度油藏油井中一般都用小排量和中等排量的螺桿泵，泵效可達70%。在粘度為1400Pa一的油井條件下工作免修期可達340d。隨著(zhù)小尺寸單螺桿泵的研制成功，又地擴大了它在定向井和多眼油井中的應用。近年來(lái)烏發(fā)石油學(xué)院研制了一種與其他 不同類(lèi)型的地面驅動(dòng)螺桿泵裝置。該裝置的特點(diǎn)是管柱和沉沒(méi)泵軸的旋轉頻率低，視采油條件的不同而變化，其變化范圍在4^-100r/min之間。同時(shí)由于減小振動(dòng)和表面磨損，提高了管柱和沉沒(méi)泵工作的性。這種泵減小了泵入口的水力摩阻，因而可工作腔的充滿(mǎn)程度，并在抽粘度達10Pa.S的地層液體時(shí)可提高沉沒(méi)泵的容積效率。1987^1988年在瀝青礦上進(jìn)行了試驗，證明了該裝置的工作性。1981年10月起在奧哈油田用該裝置進(jìn)行了兩口井的工作性能開(kāi)采試驗。根據試驗得出如下結論：(1)所研制的地面驅動(dòng)螺桿泵能夠開(kāi)采高粘液體；(2)應用這種裝置可降低地面裝置的金屬用量，減輕設備安裝的勞動(dòng)強度，節約油田基本建設投資；(3)這種型號的裝置可廣泛用于低壓淺井和地層液體粘度不大于10Pa.S的油井生產(chǎn)，同時(shí)還可用于高機械雜質(zhì)含量和高油氣比的油井中。
采油螺桿泵作為一種廣泛用于高產(chǎn)稠油井開(kāi)采的采油機械已有20的歷史。螺桿泵的結構簡(jiǎn)單，特別適合于高粘度、高含砂量的油井，并且有較高的工作效率。目前國內已經(jīng)具備獨立生產(chǎn)各型螺桿泵的條件，由于材料缺陷，其揚程、壽命均與同型號的產(chǎn)品存在差距。螺桿泵定子材料受多種因素的影響，引起橡膠的物理性質(zhì)發(fā)生變化，使橡膠過(guò)早老化，縮短了螺桿泵的工作壽命，限制了螺桿泵的使用范圍。螺桿泵定子橡膠材料的改進(jìn)和螺桿泵結構的優(yōu)化設計，是提高采油螺桿泵性能和工作壽命的重要途徑。
3、螺桿泵的結構和工作原理
螺桿泵是一種螺旋桿齒輪泵，其基本構件是轉子和定子。轉子是一個(gè)有平滑螺紋槽的單頭螺桿，其橫截面為圓形，圓心與螺桿的回轉中心存在偏心距。轉子一般由結構鋼制造，并鍍鉻。定子是一個(gè)有平滑螺紋槽的雙頭螺母，由鋼制外殼和耐油、的橡膠內襯粘結而成，其內徑與轉子外徑相等，導程和偏心距都是轉子的2倍。這樣，在定子的內螺旋面和轉子表面間就形成一個(gè)一個(gè)的封閉腔室。當定子一轉子副中靠近吸入端的一個(gè)腔室的容積增加時(shí).在它和吸入端的壓力差作用下，油流便進(jìn)入一個(gè)腔室。隨著(zhù)轉子的轉動(dòng)，這個(gè)腔室開(kāi)始封閉，并向排出端移動(dòng)。就這樣，油液通過(guò)一個(gè)一個(gè)封閉的腔室從吸入端推擠到排出端，壓力不斷升高，排量非常均勻。
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