全金属螺杆泵定转子配合优化及特性试验研究

为确定全金属螺杆泵定转子的最优间隙值,针对全金属螺杆泵定转子间隙配合的特点,分别采用有限元热力学分析方法和大涡模拟(Large eddy simulation,LES)模型,分析了金属螺杆泵内流动特性及温度、黏度对全金属螺杆泵定转子配合间隙的影响规律。根据优化分析结果,确定全金属螺杆泵定转子最优配合间隙区间为0.1~0.3 mm,并试制全金属螺杆泵样机进行试验。模拟结果表明:当转速相同时,黏度小于0.05 Pa·s的介质,泵效受间隙值影响效果显著,间隙值达到0.6 mm时,泵效降为0%;当介质黏度大于0.50 Pa·s时,间隙值对泵效的影响明显变小;介质黏度和转速是泵效的主要影响因素,提高转速可以改善泵效,但介质黏度对泵效的影响更为显著。现场测试结果表明:研制的全金属螺杆泵使用性能满足设计要求,其运转特性与室内试验结果基本一致,运行过程平稳可靠,泵效基本无变化。研究结果可为全金属螺杆泵的现场应用提供指导。     

地面驱动采油螺杆泵设计中的若干问题

在研究试验的基础上,阐明了在设计地面驱动采油螺杆泵时如何合理选择泵转速,转子与定子间过盈值和泵的每级承压值等参数问题;分析了螺杆泵的启动力矩、外特性曲线及最佳工作区域。     

全金属螺杆泵工作特性试验模拟与评价

全金属螺杆泵的定转子采用间隙配合方式,其工作特性无法沿用传统螺杆泵的相关认识。为此,基于间隙配合方式全金属螺杆泵的结构特点与工作原理,提出了理论排量的修正计算方法;对不同工作条件下的排量、负载和效率等工作特性开展了室内试验研究,绘制了相应的工作特性曲线;结合能量损失评价,提出了保证工作性能的相关方法。分析结果表明:全金属螺杆泵的排量、轴功率及泵效等受工作压差、转速和泵级数等因素的综合影响,特定工况下存在性能最佳的工作区域;适当提高转速以及泵级数可实现较高的工作效率,同时可满足相对更高的举升扬程需求;全金属螺杆泵的容积损失与机械损失随工作压差和转速的变化呈相反变化趋势,但提高转速对容积效率的有利影响明显大于对机械效率的不利影响,实际生产中可将合理选择转速作为保证工作性能的有效途径。所得结论对全金属螺杆泵井的举升设计及实际生产具有一定的参考。     

螺杆泵井合理转速的确定与应用

螺杆泵采油转子转速大小直接影响泵的效率和寿命.不同的环境因素、不同的工况、不同的泵结构参数以及泵在不同使用时期下,对泵的特性有不同的要求,那么转速也就有不同的选取.如果选取不合理转速,螺杆泵高效节能优点就发挥不出来.从影响螺杆泵转速选取的几个重要因素,针对理论和实际应用两方面进行了分析讨论,对螺杆泵转速的合理性进行确定,以达到提高螺杆泵井合理化生产的目的.     

螺杆泵采油井优化设计软件开发与应用

地面驱动螺杆泵以其独特的特性在油田得以广泛应用,快速准确的采油优化设计是提高系统效率的关键之一。本文利用VB语言设计开发出了一套以系统效率为目标函数的地面驱动螺杆泵油井生产系统的优化设计软件。该软件可根据油井的基本资料,能够便捷地预测和优化螺杆泵型号及合理的下泵深度、最佳的螺杆泵转速、排量等工作参数。实例表明,依靠该软件计算结果可提高螺杆泵的系统效率。     

转速对螺杆泵工作特性影响的试验研究

通过对ＧＬＢ５００－１４型和ＧＬＢ１２０－３３型螺杆泵在５０、１００、１５０和２００ｒ／ｍｉｎ转速条件下的工作特性试验、发现转速是影响泵工作特性的重要因素之一。转速的增另可以有效地提高螺杆泵的举升能力和泵效，大泵比小泵效果更明显，而转速对井下螺杆泵的载荷扭矩影响很小。很以在设计和使用螺杆泵过程中要充分考虑转速对螺杆泵特性的影响，特别是泵级数和工作转速的选择。适当提高螺杆泵转速，既可减少泵级数和减小     

螺杆泵采油系统杆柱的扭转振动特性分析

对直井中用于驱动井下螺杆泵的旋转级次抽油杆柱建立了扭转振动分析模型,推导出了该级次抽油杆柱扭转振动频率的计算公式,建立了级次杆柱扭振固有基频与单级杆柱固有基频之间的关系。计算表明,泵深在700－1800m时,常用的二级抽油杆柱组合的扭振固有基频为22－58r/min,低于螺杆泵的工作转速区,这完全不同于有杆泵抽油系统。指出,由于螺杆泵采油系统的工作转速区高于其杆柱扭振固有基频,在选定螺杆泵采油系统的工作转速时,除考虑杆柱的基频外,还应考虑杆柱的扭振高次谐波频率,这样可以避免系统工作在高次谐波共振区,而且有利于避免系统工作转速在穿越高次谐波对应的转速时系统的失速;在设计螺杆泵采油系统杆柱组合时,应考虑组合杆柱扭振基频的提高,尤其要注意常用的二级杆柱组合时杆长比接近50％的情况。     

地面驱动螺杆泵井工况分析

螺杆泵井运行过程中经常出现杆柱断脱、蜡卡、烧泵等现象.除了螺杆泵产品自身存在不完善之处以外,管理方面的问题也不容忽视.螺杆泵采油各类故障的特性反应和诊断方法与其他采油方式不同,需要采用电流法、扭矩法、特性曲线法等进行综合分析判断.在油井动液面变化、转速高低、加药及洗井周期等方面,分析各种工况的主要影响因素,结合生产实际情况制定合理调整措施,避免在油井运行过程中频繁出现电流增大或发生变频自动保护停机现象.改善杆、管、泵系统工作条件,提高螺杆泵运行时率.收集了螺杆泵现场出现的一些工况种类,利用简单易行方法进行诊断分析,为螺杆泵推广应用提供技术帮助.     

螺杆泵转速选择应考虑的几个问题

螺杆泵采油中,转速的大小直接影响到泵的效率和寿命,不同的场合、不同的工况、不同的泵结构参数以及泵的不同使用时期下,对泵的特性有不同的要求,那么转速也就有不同的选取,如果选择不合理,螺杆泵的高效节能的优点就发挥不出来。对影响螺杆泵转速选取的几个重要因素从理论和实际应用两方面进行了分析讨论,对螺杆泵的设计和应用有一定的参考价值。     

小排量高扬程螺杆泵的设计与应用探讨

针对大庆外围油田油藏特点，设计了LGB40－42小排量高扬程螺杆泵，其工作转速为50－200r/min，排量为5－12m^3/d，举升高度为1800m；地面驱动电动机的额定功率为15kW；采用齿轮与窄V带双级变速机械传动，传动效率达95％。试验研究表明，定子橡胶的综合性能是决定螺杆泵使用寿命的关键，而影响螺杆泵工作特性的主要因素有温度，举升介质和转子转速。在室内试验研究的基础上，给出了选配定，转子以及评价螺杆泵工作特性质量的合理工作特性曲线。从现场使用情况看，这种螺杆泵的性能可靠，结合合理，并有良好的适应性。     

双螺杆油气混输泵特性分析

总结国内外双螺杆泵特性研究成果,并分析各类实测性能曲线。其回流增压特性利用了气体的可压缩性来提高泵的容积效率,回流损失和容积效率是该泵流量特性的关键指标,主要受泵内间隙尺寸和运行参数的影响。压力差、含气率、转速等运行参数对容积效率的影响较复杂。容积腔内压力沿螺杆逐渐升高,对于单相流,各容积腔压力线性递增;含气率越高,出口端压力梯度越大;泵轴功率不受含气率的影响。泵效随转速的升高而升高,随含气率升高而降低。粘度增高时泵的轴功率和容积效率会提高,水力损失会增加,泵效的变化需要试验确定。研究结果对泵的选用与运行维护具有指导意义。     

地面驱动螺杆泵变频调速技术研究与应用

在采油过程中，螺杆泵的各种故障都会引起光杆转矩、转速、轴向力的变化，在驱动头上实时检测这些数值的变化规律，对采油系统工况诊断、抽油杆柱强度校核、杆柱受力分析、油井参数、采油工艺等具有重要作用。阐述了地面驱动螺杆泵变频自动调速闭环控制系统的构成和工作原理，研制了非接触式转矩转速轴向力传感器，并在泽70断块56口井进行了现场试验，结果表明，达到了增产节能，提高系统效率等目的。     

基于总线技术的螺杆泵在线测试系统设计

为避免因螺杆泵抽油系统出现故障而造成不必要的经济损失,设计了基于总线技术的螺杆泵在线测试系统。该系统可模拟螺杆泵的实际工况,在线测试螺杆泵工作过程中的电流、电压、进出口压力、流量、转矩、转速、轴向力等参数,计算出螺杆泵的容积效率和综合泵效,并绘制出特性曲线。现场应用表明,系统测试数据和性能曲线可为新泵在高泵效区生产和旧泵的科学高效使用提供依据。     

井下油水分离机组运行工况诊断数学模型研究

针对单螺杆泵水力旋流型井下油水分离系统,通过研究分析单螺杆泵子系统、水力旋流器子系统、井筒管路子系统、生产层子系统、注水层子系统各自的工作特性和水力学特性,建立了各子系统的数学模型,再基于整个系统的压力、流量等协调关系,建立一套通过井口生产数据、生产层资料以及注水层注水指示曲线来诊断井下机组运行工况的数学模型。用该数学模型对某油区浅1-12井进行分析计算,计算结果表明,该模型合理,能够有效地诊断井下机组的运行工况。     

煤层气井管式泵临界沉没度试验分析

建立了煤层气井管式泵泵阀开启的临界条件模型,通过泵阀的水力损失计算,以最大水力损失作为泵阀开启的最低条件,得到了泵在不同工况条件下的临界沉没度。借助煤层气排采井模拟试验系统进行试验,得到了不同冲次下沉没度与泵效和排液量的关系曲线。分析试验曲线可知,随着冲次的提高,泵的临界沉没度增加,泵效降低,主要原因是随着冲次的提高,固定阀的损失增大,导致临界沉没度增大;冲次变化对临界沉没度影响较小,临界沉没度受到泵径的影响,泵径不同临界沉没度不同;煤层气井排采时可以根据泵效变化率的大小选择合理的沉没度。     

螺杆泵采油工艺在二连油田的应用

为提高螺杆泵采油工艺水平,结合二连油田实际情况,通过逐步完善优化设计技术、测试诊断技术及相关配套工艺,进一步提高了螺杆泵采油工艺的适应性;并通过测试分析,总结出扭矩与动液面、转速、含水、泵型、盘根盒松紧程度等生产参数的基本规律,以指导现场管理.从而进一步提高了工艺和现场管理水平,为扩大螺杆泵井应用规模,延长检泵周期奠定了基础.     

YLB—Ⅰ型液力螺杆泵

液力螺杆泵是井下液力驱动无杆抽油泵,具有结构简单、操作方便、适应性强等特点。介绍了YLB—I型液力螺杆泵的结构、主要技术参数、工作原理和主要参数的设计选择,以及室内和现场试验情况。根据试验中发现的问题,提出了相应的改进措施。     

PSB_c62mm型喷射泵的研制及应用

介绍了PSB_c62mm型喷射泵的生产流程、工艺条件和结构特点,给出了油井工作参数设计计算方法。在沈阳采油厂12个井次的试验表明,与水力活塞泵相比,PSB_c62mm型喷射泵可增产原油,延长检泵周期,降低采油成本,具有很好的经济效益。     

井口钻塞加压装置的研究与应用

用螺杆钻具钻近地面的水泥塞及桥塞等塞面时,因钻塞管柱自重轻,钻压不能有效作用在钻头处,不仅塞面无法钻穿,而且螺杆钻具产生的反扭矩也无法控制,施工过程中钻进效率低且存在安全隐患。为此,研制了井口钻塞加压装置。该装置利用小修作业设备即可将近地塞面钻穿,同时可安全控制塞面钻穿时的井内压力及螺杆钻具产生的反扭矩。井口钻塞加压装置在大港及江苏油田共应用11口井,成功率100%;该装置简化了施工作业工序,确保了现场作业的安全性,有效提高了生产时效,降低了作业成本。