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      螺桿泵的應用范圍與優點

      作者:優源石油設備 日期:2019-04-21
      內容摘要:螺桿泵的流量與轉速成線性關系,相對于低轉速的螺桿泵,高轉速的螺桿泵雖能增加了流量和揚程,但功率明顯增大,高轉速加速了轉子與定子間的磨耗,使螺桿泵過早失效,而且高轉速螺

      螺桿泵的流量與轉速成線性關系,相對于低轉速的螺桿泵,高轉速的螺桿泵雖能增加了流量和揚程,但功率明顯增大,高轉速加速了轉子與定子間的磨耗,使螺桿泵過早失效,而且高轉速螺桿泵的定轉子長度很短,易磨損,因而縮短了螺桿泵的使用壽命。

      螺桿泵是一種容積式回轉泵,當出口端受阻以后,壓力會逐漸升高,以至于超過預定的壓力值。此時電機負荷急劇增加。傳動機械相關零件的負載也會超出設計值,嚴重時會發生電機燒毀、傳動零件斷裂。為了避免螺桿泵損壞,一般會在螺桿泵出口處安裝旁通溢流閥,用以穩定出口壓力,保持泵的正常運轉。

      通過減速機構或無級調速機構來降低轉速,使其轉速保持在每分三百轉以下較為合理的范圍內,與高速運轉的螺桿泵相比,使用壽命能延長幾倍。

      1.螺桿泵采油系統的應用范圍

      與“三抽”設備相比較,螺桿泵采油系統應用范圍較廣,可以開采各種石油,例如:高粘度稠油:可開采粘度為5000MPa.S石油,如果配用空心抽油桿,在螺桿泵轉子中有一個孔,向井下注入熱油或稀油,可以開采粘度為10000MPa.S-20000MPa·S稠油;大氣油比石油:可開采700m3/t大氣油比石油;

      含砂石油:可開采含砂量為2.5%的石油;

      適用于油井溫度為150℃。

      近年來,螺桿泵采油系統顯示了好的抽油效果,實踐證明可用于“三抽”設備不能維持正常生產的油井上,也可用于停產后恢復生產的油井上。

      2.螺桿泵采油系統的優點

      (1)螺桿泵采油系統結構比較簡單,體積較小,重量減少二分之一,占用地面空間較小,適合于叢式井開采稠油;

      (2)螺桿泵零件少、水力損失較小、泵效高、故障率低。經實測螺桿泵采油系統開采稠油平均系統效率為39.1%,“三抽”設備開采稠油平均系統效率只有11.6%;

      (3)螺桿泵采油系統抽油經濟,一般節約電耗達26%^50%,降低采油成本,經濟效益好;

      (4)使用與調節排量方便,改變螺桿泵的工作轉速即可實現。還可不停機進行調節;

      (5)提高石油產量,一般可增加1.8^-7.3倍。

      統觀世界螺桿泵采油系統,按不同驅動型式可分為地面驅動和井下驅動兩大類。

      1.地面驅動螺桿泵采油系統

      根據傳動型式不同,又可分為膠帶傳動和直接傳動兩種型式:

      膠帶傳動:電動機(柴油機或液壓馬達)、膠帶傳動、錐齒輪箱等均置于地面采油井口裝置上面,抽油桿與井下螺桿泵轉子相聯接,橡膠定子與油管相聯接。當電動機旋轉時,帶動抽油桿和轉子旋轉,將石油舉升到地面。

      直接傳動:將電動機(液壓馬達)軸立起來,通過行星減速器與抽油桿、光桿同心相聯接,直接驅動抽油桿旋轉進行抽油。

      2.井下驅動螺桿泵采油系統

      按驅動型式不同,又可分為液壓驅動和電驅動兩種型式。動力置于井底,沒有抽油桿。

      液壓驅動:利用地面液壓泵產生壓力和排量的液體,通過導管通向井下液壓馬達,驅動轉子旋轉進行抽油。

      電驅動:將潛油電動機、保護器與螺桿泵組合成一體,下入井下,利用電纜將地面電力輸送到井下潛油電動機。地面上有變壓器和自動控制臺等。

      現以地面膠帶傳動螺桿泵采油系統為例,說明其組成、結構與工作原理。

      螺桿泵是由地面動力驅動的。地面設備是由電控箱、電動機、膠帶、膠帶輪、錐齒輪箱、機架、光桿密封裝置和大四通組成,電控箱將電源輸入電動機,通過膠帶傳動進行減速,再通過錐齒輪箱進行兩級減速后,其輸出軸通過卡瓦旋轉動力傳給抽油桿和轉子,將井下石油舉升到地面。

      螺桿泵是由兩個互相嚙合的轉子和定子螺旋體組成,轉子由鋼材料制成的單頭螺旋線體,具有堅硬、光滑鍍鉻表面。定子是一個在鋼管內硫化成型的雙頭螺旋線體,其內橡膠子具有柔軟的彈性。相互嚙合的轉子和定子,由于它們的幾何形狀面構成一系列相等的、互相分割的腔室,當轉子在定子里旋轉的時候,這些腔室由定子的下端沿軸線向上運動,直到定子上端排放,并被增壓提升,直到井口,再經大四通進入輸油管道。

      螺桿泵是一種容積式泵、所產生的壓力能夠克服液柱靜壓、油管阻力、井口壓力。螺桿泵屬于正向排放型式,盡管工作轉速較低,但是仍可將石油舉升很高。根據轉子與定子嚙合原理,當轉子每轉動一周時,在定子上端可以排出兩個腔室的石油。

      螺桿泵采油系統的井下部分,主要由抽油桿、接頭、轉子、導向頭和油管、接箍、定子、尾管等組成。為了防止油管、定子脫扣,在尾管下部應裝有固定錨或封隔器。


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