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。     

等壁厚定子螺杆泵研究及应用前景探讨

为了改善常规螺杆泵的使用性能和提高其系统效率 ,开发研究了等壁厚定子螺杆泵。国内外等壁厚定子螺杆泵的研究与应用表明 ,与常规螺杆泵相比等壁厚定子螺杆泵具有以下优点 :( 1)良好的散热特性 ,提高了泵的工作寿命 ;( 2 )均匀的橡胶膨胀 ,提高了泵的工作稳定性 ;( 3)单级承压高 ,提高了系统效率 ;( 4 )可提高泵效 ,降低采油成本 ,具有良好的技术经济指标。这种螺杆泵的技术关键是定子泵筒的加工工艺及焊接问题。     

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.     

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.     

国外螺杆泵举升工艺的新进展

介绍了近年来国外在螺杆泵新工艺、新材料和新技术研究开发方面取得一批水平较高技术成果。等壁厚定子螺杆泵、金属定子螺杆泵、合成材料螺杆泵、插入式螺杆泵和多吸入口螺杆泵相继问世。美国Phillips石油公司在委内瑞拉Hamaca油田的稠油含砂油井和法国Kudu公司在蒸汽辅助重力泄油油井中率先使用螺杆泵 ,都取得了较好效果。这些新成果开发应用所呈现的特点是 :新材料的应用对改善螺杆泵的性能 ,延长定子使用寿命起到积极作用 ;结构的优化设计已经成为改善螺杆泵系统性能的有效手段 ;新开发技术成果可满足复杂井况作业要求     

双筒可洗井螺杆泵的研制与应用

实心螺杆泵下泵后的油井不能洗井,同时井内砂在泵上沉积,重新开井后抽油杆柱扭矩大,造成抽油杆过载,常出现抽油杆断脱和螺纹损坏等问题,需要作业提出整套管柱重新下入新的螺杆泵才能恢复生产,造成很大的经济损失。为此,研制了双筒可洗井螺杆泵。该泵实现了举升与洗井作业功能一体化,减少了常规螺杆泵洗井作业时需上提下放泵挂的作业工序,与现有地面驱动装置配套使用,节约了作业成本,有效地解决了故障井的恢复和检泵作业的污染问题,提高了洗井效率和原油产量,减轻了劳动强度。现场5井次应用结果表明:平均泵效72%,平均工作周期超过360 d,对比措施前普通螺杆泵,累计节省洗井费用17万元。双筒可洗井螺杆泵满足了节能降耗的开发需要,在出砂、结蜡和结垢等油井应用前景广阔。     

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.     

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。     

大庆油田螺杆泵采油技术新进展

截至 2 0 0 3年 6月底 ,大庆油田在用螺杆泵采油井共 916口 ,螺杆泵采油技术已基本成熟配套 ,成为继游梁式抽油机、电潜泵之后第三大人工举升采油方式。最近几年来螺杆泵采油技术的新进展主要有 :空心转子螺杆泵、等壁厚定子螺杆泵、转子陶瓷喷涂螺杆泵、多头大排量螺杆泵、大排量螺杆泵专用抽油杆、系列地面驱动装置、螺杆泵井工况测试诊断系统和螺杆泵采油配套技术。今后需继续攻关的项目主要有 :开发电动潜油螺杆泵 ;探索金属定子、合成材料、插入式和多吸入口螺杆泵 ;研究螺杆泵杆柱卸扭技术和智能化控制技术。     

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。     

空心转子螺杆泵洗井工艺技术

为了解决螺杆泵油井热洗需要用吊车将转子提出定子工作筒和因抽油杆疲劳发生断脱修井作业时因转子不能提出定子工作筒而无法洗井的问题,研制了不同型号配合洗井单流阀的空心螺杆泵转子。若因故障停井或检泵作业时,采取洗井措施(不需要将转子提出定子),就能将泵上死油、稠油清洗干净,这既解决了故障停井的恢复,又解决了检泵作业的污染问题。现场200余井次的应用,成功率100%,实现了螺杆泵洗井工艺的重大突破,提高了单井有效时率和原油产量。     

螺杆泵抽油杆柱负载扭矩计算

用螺杆泵采油时，抽油杆带动果转子旋转必须克服的反扭矩包括：１．泵转子与定子间初始过盈产生的反扭矩；２．泵定子橡胶溶胀和热胀产生的反扭矩；３．泵进出口液压差作用在转子上产生的反扭矩；４．井液对抽油杆表面产生的摩擦力矩。用试验分析方法得出了前三种反扭矩，计算了第四种反扭矩，并以大庆采油六厂拉９—２６３８井所用螺杆泵的实际参数为例进行了计算，为合理使用螺杆泵、选择适当的抽油杆参数提供了依据。     

人工举升最新技术综述(Ⅰ)

介绍了美国Echometer等公司近年来开发的 14项新技术 ,包括抽油机减速器净峰值扭矩的平衡技术、杆式泵智能控制器、防气锁游动阀、人工举升控制器、提高阀球和阀座与壳体寿命的设计、降低应力与扭矩的工具、泵筒和柱塞抗磨处理工艺、载荷传感器保护装置、新型Ultra -Guard密封系统、中型和轻型载荷螺杆泵驱动系统、新型复合材料的螺杆泵转子和定子、两体塞柱、柱塞举升控制器以及可降低地面回压的新型多相Ram泵。     

人工举升最新技术综述（I）

介绍了美国Echometer等公司近年来开发的14项新技术，包括抽油机减速器净峰值扭矩的平衡技术、杆式泵智能控制器、防气锁游动阀、人工举升控制器、提高阀球和阀座与壳体寿命的设计、降低应力与扭矩的工具、泵筒和柱塞抗磨处理工艺、载荷传感器保护装置、新型Ultra-Guard密封系统、中型和轻型载荷螺杆泵驱动系统、新型复合材料的螺杆泵转子和定子、两体塞柱、柱塞举升控制器以及可降低地面回压的新型多相Ram泵。     

国外抽油技术的新发展(二)

1999年 ,美国和加拿大石油机械制造商在螺杆泵、水力泵、气动举升及柱塞举升采油技术装备方面共取得 12项研究成果。在螺杆泵 (PCP)技术方面 ,开发了新型PCP定子、高扭矩PCP抽油杆、地面驱动头与液压刹车系统、无漏失盘根盒及泵控制器 ;在水力泵技术方面 ,研制了水力长冲程抽油泵系统、超长冲程有杆泵系统、水力泵油管泄油器和多相泵柱塞密封装置 ;在气动举升和柱塞举升技术方面 ,推出了气动抽油系统、气动抽油机及套管柱塞系统。对以上技术装备的原理、结构和性能特点作了简要介绍     

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。     

单螺杆泵定子有限元分析

螺杆泵定子是螺杆泵中的关键部件.利用ANSTYS有限元分析软件对常规单螺杆泵的定子进行研究,在定子承受5 MPa均匀压力作用下,得出了定子、定子橡胶和定子钢套的应力、应变和内轮廓的变形量;分析了常规单螺杆泵定子变形的特点及规律.     

一种空心等厚单螺杆泵

本实用新型涉及一种用于稠油开采的空心等厚单螺杆泵，由抽油杆接箍、油管接箍、等厚定子、空心等厚螺杆、尾管、螺杆端头、端头底座组成。此种螺杆泵采用的等厚定子外表面和等厚螺杆内表面均为曲面，散热面积大，散热效果好，既有利于延长泵的使用寿命，又可提高泵效、扬程和加热效果，还可与加热电缆或蒸汽、热水伴热相结合，有利于稠油开采，宜于推广应用。     

螺杆钻具等壁厚衬套的设计及仿真分析

螺杆钻具以其独特的优势在定向钻井生产中得到青睐,但仍不能广泛应用于深井、高密度钻井液井以及小曲率半径的水平井。常规衬套的内表面是螺旋曲面,橡胶衬套厚薄不均,衬套抗变形能力低,单级承压小,泄漏沿程长,机械特性软,热膨胀不均、磨损速度快,故导致效率持续降低。因此,长度短、大功率、高压降、低转速螺杆钻具的开发与应用,已成为提高钻井效率、节约钻井成本的重要环节。为此,设计了一种等壁厚螺杆钻具衬套,进行了螺杆钻具橡胶衬套力学性能实验,建立了螺杆钻具等壁厚衬套和常规衬套的力学计算模型。结果表明,在相同压力下,等壁厚衬套比常规衬套有更好的抗形变能力;在相同的过盈量下,等壁厚衬套有更好的密封能力。在同等扭矩下,等壁厚定子螺杆钻具的定子长度可以得到缩短。