一、螺杆泵的简单介绍
螺杆泵是依靠泵体与螺杆所形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵等。当主动螺杆转动时,带动与其啮合的从动螺杆一起转动,吸入腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐增大,压力降低。液体在压差作用下进入啮合空间容积。当容积增至最大而形成一个密封腔时,液体就在一个个密封腔内连续地沿轴向移动,直至排出腔一端。这时排出腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐缩小,而将液体排出。螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似,只是在结构上用螺杆取代了齿轮。表为各种螺杆泵的特点和应用范围。螺杆泵的流量和压力脉冲很小,噪声和振动小,有自吸能力,但螺杆加工较困难。泵有单吸式和双吸式两种结构,但单螺杆泵仅有单吸式。泵必须配带安全阀(单螺杆泵不必配带),以防止由于某种原因如排出管堵塞使泵的出口压力超过容许值而损坏泵或原动机。
二、螺杆泵的选用及应用
螺杆泵、LC罗茨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。
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
三、螺杆泵在采油系统中存在的问题及原因
螺杆泵采油系统在实际运行中存在诸多问题,例如杆管磨损、磨损井问题等,所以必须加强对其技术的改进,提高采用效率,带来经济效益。
磨损一般分为磨粒磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、粘着磨损以及摩擦磨损等,磨损程度主要取决于设备材料的耐磨性能、法向压力以及滑动速度等,一般磨粒磨损和摩擦磨损较为严重。下面主要对杆管磨损和磨损井方面的问题及原因进行分析。
1、磨损井方面的问题及原因
(1)磨损部位:通常情况下,螺杆泵井的磨损部位在中下部,其磨损率在80%以上,磨损部位越向下,磨损程度越严重。
(2)转速角度:当转速速率过高时,可能会加强螺杆泵井的磨损程度。
(3)磨损角度:由于抽油杆位于油管壁上,所以油管壁有一侧会存在磨损情况,此外,井杆在转动时会与管壁产生摩擦,管壁内部也会受到磨损,其杆箍位置会出现严重的磨损。
2、杆管磨损方面的问题及原因
杆管是螺杆泵运行过程中最容易出现磨损的部位,究其原因主要有以下两点:(1)油管弯曲导致杆管磨损,在钻井中,如果井身的弯曲曲率半径较小,会造成井筒弯曲,因其形似“狗腿”,所以称之为“狗腿”弯曲,进而导致油管弯曲;此外,螺杆泵井如果采用的支撑卡瓦,也会导致油管弯曲。(2)由于离心惯性力作用引起的杆管磨损,在旋转过程中,杆柱的弯曲挠度如果达到其和油管的径向间隙时,会产生摩擦磨损;转速和扶正器间距对弯矩会产生影响,转速与扶正器间距与弯矩成正比,即当转速较高且扶正器安装较少时,弯矩会增加,杆管的磨损几率也会随着弯矩的增加而增加。我们在使用不锈钢泵的时候也需要注意磨损的问题。
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