等壁厚螺杆泵的研究与应用

介绍了二次浇铸加工等壁厚螺杆泵的方法及其室内实验和现场试验情况.用钢体制成螺杆泵泵筒,然后在泵筒内壁用大直径模芯浇铸成硬度较大的成型层,最后在成型层内用直径较小的转子模芯浇铸厚度相等的橡胶衬套,形成等壁厚定子.等壁厚定子螺杆泵是在常规螺杆泵的基础上发展的新机型,它解决了常规螺杆泵定子技术的不足,不仅继承了常规螺杆泵的优点,还具有独特的先进性.论述了等壁厚定子螺杆泵的性能优势,对等壁厚定子螺杆泵应用前景进行了探讨.     

等壁厚定子螺杆泵的有限元分析

针对常规螺杆泵的受力、散热和溶胀不均匀等技术问题,设计开发了等壁厚定子螺杆泵。通过改变泵体结构,保证定子橡胶层为均匀厚度,从而改善了螺杆泵工作性能。利用有限元分析软件ABAQUS对等壁厚定子进行研究,得出等壁厚定子在不同工况下的受力状态和变形规律;建立了等壁厚定子温度场有限元分析模型,用ANSYS有限元分析软件进行分析计算,获得了等壁厚定子内部的温度场分布情况,为等壁厚定子螺杆泵发展提供了理论依据。室内试验和现场试验表明,等壁厚定子螺杆泵具有良好的工作性能,是一项很有前途的新技术。     

国外螺杆泵举升工艺的新进展

1 ,等壁厚定子螺杆泵加拿大Weatherford公司开发了一种等壁厚定子螺杆泵 ,在腐蚀和高压条件下 ,使用寿命和常规螺杆泵相同。与常规螺杆泵相比 ,等壁厚螺杆泵的泵体短 ,扭矩小 ,易于洗井。该型泵具有以下优点 :①提高散热效率 ;②单级泵压差增大 ,可以缩短泵的长度 ,减少扭矩和功率 ;③橡胶溶胀 ,热胀均匀 ;④适应范围更广 ;⑤结构更加优化 ;⑥转子不需抛光 ;⑦泵体质量更轻 ;⑧为洗井和压力监测提供了通道。2 ,金属定子螺杆泵加拿大CAN -K公司开发了一种金属定子螺杆泵 ,其定子采用高铬钢材料 (铬含量达 2 8% )制作 ,定子表面采用碳化钨加…     

等壁厚与常规井下螺杆泵对比分析

常规螺杆泵定子由于橡胶厚度不均匀致使其存在受力、散热和溶胀不均匀等问题,而等壁厚定子螺杆泵通过改变泵体结构,能够保证定子橡胶厚度均匀,从而改善了螺杆泵工作性能。采用ANSYS对常规螺杆泵和等壁厚螺杆泵的定子衬套进行受力和变形研究,找出了2种螺杆泵定子橡胶衬套在不同工况下的受力状态和变形规律,并进行了对比分析,得出了2种螺杆泵的截面型线的变形规律,为型线的设计提供了依据。最后对2种螺杆泵进行了室内性能对比试验,结果表明,在相同压力下,等壁厚螺杆泵的容积效率更高,且在许可的容积效率下,其承压能力更强。     

等壁厚定子螺杆泵应用效果分析

大庆油田螺杆泵采油技术得到了广泛应用,配套采油技术逐步完善。但在现场应用过程中发现,由于螺杆泵举升工作性能不能长期保持高泵效,导致沉没度高和中后期调参增液不明显问题越来越突出,检泵周期与抽油机相比也存在一定的差距,螺杆泵人工举升技术的优势没有得到充分发挥。通过改变螺杆泵定子结构,保证螺杆泵定子橡胶层厚度均匀,研制了等壁厚定子螺杆泵。这种螺杆泵定子结构的改善可以保证橡胶均匀的温、溶胀,从而改善了螺杆泵的工作性能,提高了使用寿命。     

METHOD OF ENHANCING PCP OPERATION PERFORMANCES

普通螺杆泵定子橡胶横截面厚度不均匀,在采出井井筒条件下产生溶胀温胀,定子长轴和短轴的橡胶变形量不一致,导致定转子型线配合精度变差,影响螺杆泵工作性能.通过调整普通螺杆泵的结构参数和研制橡胶等厚的等壁厚螺杆泵2种方法,提高了螺杆泵定转子型线配合精度,改善了螺杆泵的密封性能.室内实验普通螺杆泵和等壁厚螺杆泵运转初始扭矩分别减小40％和50％,现场试验系统效率分别提高5％和10％,进一步发挥了螺杆泵节能降耗的技术优势.     

等壁厚螺杆泵定子对模工艺研究

等壁厚螺杆泵与普通螺杆泵相比系统效率高,使用寿命长,是近年来螺杆泵重点发展方向之一,定子对模是等壁厚螺杆泵的重要生产工艺。对定子对模工艺进行了研究,总结了几种故障形式,并对故障原因进行分析,找出影响对模工艺的因素;提出了解决措施,有效提高了定子对模工艺水平。     

螺杆泵定子受力及变形规律分析

利用有限元分析手段对常规螺杆泵和等壁厚螺杆泵定子的受力及变形规律进行研究,在此基础上,对螺杆泵定子的受力及变形特点进行了对比分析.结果表明,等壁厚螺杆泵的变形量小,变形分布也平坦,这个结果说明在实际应用中,等壁厚螺杆泵定、转子的啮合性能好,以最小的过盈可达到最佳的配合.     

空心转子螺杆泵采油系统的研究及现场应用

空心转子螺杆泵采油系统由地面部分、电控部分、井下泵及配套工具等4部分组成，其中井下泵的空心转子由等壁厚的空心管在特殊模具和设备上一次拉制成型。采用空心转子螺杆泵采油技术可实施大排量、快速热洗清防蜡工艺；实施实心螺杆泵无法做到的油井测压工艺，并具有防抽油杆柱脱扣功能。7口常规抽油机无法正常运转的油井采用空心转子螺杆泵后运转情况良好，平均泵效74％。空心转子螺杆泵采油技术有望在剖面测试和同井注采方面获得应用。     

等壁厚螺杆钻具定子衬套变形规律研究

研究了静压和压差对等壁厚螺杆钻具定子橡胶衬套变形规律的影响,并与常规螺杆钻具定子衬套做了比较。分析结果表明,静压和压差作用对等壁厚定子衬套变形规律的影响与常规定子衬套相比有很大区别,如等壁厚定子衬套弧底位移最大,弧顶位移最小,与常规定子衬套相反;等壁厚定子衬套变形受内压作用影响比常规定子衬套小,且随着压力增加,等壁厚定子衬套内轮廓线各点法向位移增加较均匀;与常规定子衬套相比,等壁厚定子衬套具有更高的抗压能力和更好的密封性能。因此,采用等壁厚定子衬套可提高螺杆钻具的工作效率和延长其使用寿命。     

低产油田螺杆泵机动间歇采油技术及设备

新开发的螺杆泵机动间歇采油技术及设备的主要特征是用拖拉机做动力源,用双万向联轴器把动力传递给驱动头,由驱动头带动抽油杆柱旋转,进而驱动螺杆泵旋转抽油。通过螺旋传动可将转子提出或送入泵筒,使定、转子脱离接触,以防两者吸附在一起,造成下次启动时发生事故。此项采油技术省去了管网、电网以及热水伴油输送系统,使投资和运行费用比常规抽油机系统降低５０％以上,特别适合在低产、低渗透油田开发中采用     

螺杆泵井变频防抽空配套技术研究与应用

螺杆泵井变频防抽空配套技术包括变频防抽空控制技术和大级数螺杆泵应用技术两部分。其中,螺杆泵变频防抽空控制装置是在常规变频器的基础上增设了流量信号采集转换系统和信号处理控制指令系统,流量信号采集转换系统由井口流量检测阀和流量信号采集转换器组成。大庆油田杏北开发区400多口井的推广应用表明,该项技术拓宽了螺杆泵井的调参范围,有利于协调油井的供排关系,提升了螺杆泵井的防抽空能力,平均单井系统效率提高6.35%,吨液百米耗电下降0.37kW·h。     

全金属螺杆泵单相流体漏失规律

全金属螺杆泵的定子与转子采取间隙配合方式,工作过程中间隙漏失对其工作特性具有显著的影响。为深入研究间隙配合方式下的漏失规律,结合泵内各腔室间的漏失机理,应用缝隙流动原理建立了基于不同流动型态的全金属螺杆泵单相流体漏失模型,实现了泵内漏失的定量计算,并绘制了全金属螺杆泵排量特性曲线。研究表明,全金属螺杆泵漏失量主要取决于泵结构参数、流体物性参数以及举升压差,其中配合间隙、流体黏度影响较大;间隙漏失规律与泵内流体流动型态密切相关,紊流型态下漏失情况明显严重于层流型态;该泵更适用于原油黏度较高的油井举升,通过适当增加泵级数可提高泵的工作性能。     

Viscous flow simulations through multi.lobe progressive cavity pumps

Computational fluid dynamics(CFD) simulations of multi-lobe progressive cavity(PC) pumps are limited in the literature due to the geometric complexity of the pump, which places numerous restrictions on the grid generation process. The present study attempts to alleviate such restrictions by developing a detailed numerical procedure for the numerical simulations of multi-lobe progressive cavity pumps. The profile equations for the multi-lobe configuration at any section at each instant of rotation are presented. A structured grid generation method is developed to generate mesh files required for CFD simulations of multi-lobe PC pumps. Results from the present procedure are validated against single-lobe PC pump numerical results available in the literature. Finally, a numerical parametric study is carried out to investigate the effect of the number of lobes,the stator pitch, the circular fillet and clearance on the volumetric efficiency of PC pumps with viscous oils.     

液压驱动螺杆泵采油系统优化设计方法

根据液压驱动螺杆泵采油系统的结构和工作特性,参考传统的机械采油设计方法,确定了系统的优化设计计算步骤和约束条件。考虑动力液是影响系统设计的重要因素,采用Beggs-Bri11相关式,给出系统液流压力的确定方法。以系统效率为优化设计目标,通过实例计算,得到某液压驱动螺杆泵采油系统产量与泵效和系统效率的关系曲线,分析表明,当系统日产量为28m3时,系统有较高的效率,可以达到稳产高效的目的。     

大庆油田螺杆泵采油实践及认识

介绍了近几年大庆油田应用螺杆系采油技术及配套工艺技术、螺杆泵的开发与检测等方面所取得的科研成果和成功经验。根据实践，认为螺杆泵的设计与制造、定子橡胶的选择、螺杆泵的检测和螺杆泵井最优工况的实现是螺杆泵采油的技术关键，而螺杆泵的标准化和系列化、定子橡胶的综合性能分析及评价、采油螺杆系的优化设计、螺杆泵采油系统的能耗特性分析等是螺杆泵采油尚须解决的问题。最后提出了关于螺杆泵采油技术的6点新认识。     

采油螺杆泵漏失机理研究及三维仿真技术实现

建立了三维螺杆泵计算流体动力学分析模型,利用有限体积法计算得到螺杆泵液腔压力分布,进一步计算得到液压对转子的作用力和力矩;建立螺杆泵系统定转子过盈接触的有限元法计算模型,分析了液压作用在转子上的力和力矩对定转子之间相互作用的影响,以及定子的受力和变形情况,从液压角度提出解释螺杆泵漏失的力学机理.结果表明:液压作用在转子上的力是螺杆泵系统漏失的主要原因,液压作用在转子上的力矩加大了螺杆泵系统漏失程度.     

塔河稠油电泵掺稀开采系统效率测试分析评价

通过系统效率测试可以准确获得效率参数以及各种工作参数,是塔河稠油电泵井维护和管理的一项重要工作。立足于塔河油田2010年的系统测试资料,对比分析了电泵井与常规机抽井的系统效率与泵效,解释了"高泵效、低系统效率"的原因,进而初步确定了最优系统效率下相关参数的合理范围,为油井提高提液效率、优化掺稀工艺和工作制度提供了合理的决策指标和评价手段,对提高稠油采收率有十分重要的意义。     

螺杆泵定子橡胶溶胀对容积效率的影响及对策

在油井高温、高压条件下, 原油或其中的某些化学物质通常会渗透到螺杆泵定子橡胶内部, 使橡胶膨胀, 体积增大, 增大部分占据了空腔体积, 使实际储存油液的空腔体积变小, 导致容积效率降低。3台GLB120—27螺杆泵的现场试验表明, 零压力时, 橡胶溶胀厚度平均 2 1mm, 容积效率损失平均 25 .19%, 与计算平均值 21 .24%接近, 容积效率损失随着泵出口压力增大而减小。最后提出了提高泵容积效率的技术对策。     

双头单螺杆泵定转子啮合转动仿真研究

为了提高双头单螺杆泵的工作效率和使用寿命,研究了结构参数对其工作效率及使用寿命的影响。基于橡胶Mooney-Rivlin双参数模型理论,考虑橡胶衬套材料具有非线性变形特性、内压及转子惯性对橡胶衬套的作用,建立了双头单螺杆泵一个导程的定转子三维啮合模型,分析了过盈量、偏心距对螺杆泵定子衬套应力和摩擦阻力矩的影响。数值模拟结果显示,偏心距选择7.5 mm时,过盈量由0.2 mm增加到0.6 mm,螺杆泵摩擦阻力矩从88.52 N·m增大到466.51 N·m,衬套应力峰值由1.4 MPa增加到1.8 MPa;而过盈量取0.4 mm时,偏心距由7.3 mm增大到7.5 mm,摩擦阻力矩从240.00 N·m仅增加到264.77 N·m,衬套应力峰值由1.28 MPa增加到1.62 MPa。这表明,合理搭配过盈量和偏心距可以提高螺杆泵的工作效率和使用寿命,为螺杆泵设计及结构参数优化提供了理论依据。