1、国内外研究现状
对于高粘度转子泵举升性能的研究,国内外有诸多的文献介绍,主要集中在螺杆泵制造水平的提高,侧重于制造的研究。另外,提高定子橡胶的性能,从而降低其溶胀的程度,延长检泵周期也是该领域研究的热点。目前国外的螺杆泵制造水平要比国内高,其定子橡胶的性能也优于国内。由于橡胶的溶胀特性很难改变,所以为了提高螺杆泵的举升性能,使其工作在高效区的时间延长,通过提高螺杆泵的转速的方法,可以把螺杆泵定子转子的间隙适当加大。
在国内,对螺杆泵的研究起步较晚,目前各大油田对螺杆泵的应用大都处在试验阶段。与国外同类螺杆泵相比,我国在设计技术和制造技术上都有差距,为了尽快追赶国际先进设计和制造技术的发展趋势,使我国螺杆泵技术和产品质量早日达到国际发达国家的水平,开展如何提高螺杆泵的工作性能和使用寿命的研究,具有重要的现实意义。
2、发展趋势
井下采油单螺杆泵主要朝着增大螺杆泵的下井深度,加大螺杆泵的排量,延长螺杆泵的使用寿命和拓宽螺杆泵的使用范围等方向发展。为此,国内外螺杆泵生产厂家在以下几个方面进行了大量的研究工作。
(1)开发适应不同工况下的定子衬套材料,使其在恶劣工作条件下能具有良好的机械性能;
(2)研制抗磨抗腐蚀的转子材料,降低设备的使用成本;
(3)优选更合理的结构参数;
(4)完善配套工具,主要包括:①防止高粘度沥青泵抽空的液面控制装置;②抽油杆导向器或抽油杆扶正器,以减少抽油杆与油管之间的磨损;③可调速驱动系统;④防止油管倒扣装置或者固定锚,以保证油管联接处于正常工作状态;⑤液压速度限制器,以释放停泵时抽油杆储藏的能量;
(5)为适应深井、斜井和水平井采油作业的要求,近年来,国外的螺杆泵生产厂家非常重视电动潜油螺杆泵的开发,并取得了较好的应用效果。
以提高螺杆泵的举升效率、延长螺杆泵的检泵周期为目标,以理论与试验相结合为主要手段,针对螺杆泵的使用工况,将系统总效率、容积效率、扭矩等技术指标综合考虑,通过定性和定量的研究螺杆泵举升系统的工作转速、定子和转子的配合间隙、螺杆泵的下入深度、温度等参数与螺杆泵举升性能的关系,然后建立起这些参数与螺杆泵举升性能的评价模型,从而最终实现从设计、制造、使用等方面提高螺杆泵举升性能的目的。
根据螺杆泵的工作机理,从理论上定性的分析和认识螺杆泵举升性能的影响因素及这些影响因素的作用机理,然后通过螺杆泵性能检测试验台来模拟现场工况,用试验的方法,采集数据,利用数据定量的分析研究这些影响因素与螺杆泵的系统总效率、容积效率、扭矩等技术指标的关系。
选取各种泵型的保温转子泵在螺杆泵性能检测试验台上做各组试验,通过电动机一一变速器一一减速器的动力传递形式来控制螺杆泵的工作转速完成转速试验;通过加热系统控制介质的温度来模拟现场井液的温度完成温度试验;通过选取同种泵型的不同螺杆泵来模拟定子和转子的不同配合间隙实现内部结构参数的外特性影响试验,测得试验数据,绘制出相应的螺杆泵的工作特征曲线,并提出试验分析评价指标,定量的分析曲线的变化趋势及这些曲线之间的区别,研究得出这些影响因素与螺杆泵的系统总效率、容积效率、扭矩等技术指标的关系,从而建立螺杆泵举升性能的评价模型,找到提高螺杆泵举升性能的途径。
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