井下螺杆泵定子的失效分析及解决方法

螺杆泵定子一旦失效,整个螺杆泵就会报废,造成重大的经济损失.对井下螺杆泵定子的失效形式进行了分类,并根据定子各种失效形式的特征及现场经验,分析了造成井下螺杆泵定子失效的根本原因,给出了相应的解决方法,为螺杆泵设计、操作管理提供了依据.     

螺杆泵密封固定器及防旋转固定器

美国Caledyne股份有限公司研制出一种密封固定器，可保证井下密封，并可直接安装在螺杆泵定子下面。该固定器尤其适用于插接式螺杆泵，可一次性安装成功。     

螺杆泵生产允许最低沉没度的确定

1．问题的提出 螺杆泵井的井下定子橡胶对温度较敏感，温度越高，溶胀越大，直接影响定子寿命。当泵效降到较低值时，摩擦生热散发不出去导致温升较快，长期运转会烧泵。螺杆泵井的泵效与供液能力有直接关系，沉没度过低，泵效下降，将出现烧泵现象。大庆油田采油六厂第三油矿目前螺杆泵由于受钻控影响，相当一部分井沉没度低，产液下降，为防止烧泵现象发生，同时也不出现盲目关井而影响原油产量，有必要合理确定螺杆泵井生产允许的最低沉没度。     

螺杆泵在油田应用的可能性

螺杆泵采油方法主要由地面驱动装置、井口防喷盒、抽油杆、井下泵的转子和定子构成。定子依靠地面驱动装置输出的动力,旋转抽油杆,通过抽油杆把动力传给井下泵的转子,使转子在固定在油管上的定子中旋转,从而将定子空腔内的液体均匀地排出泵筒,把井底的原油连续地举升到井口。1986年大庆油田引进了4台螺杆泵,共在3口井上进行了4井次试验。初期效果好,产油量最高可增加2.25倍。但由于泵筒中橡胶与钢管粘贴的质量问题、地面装置的质量问题及油井管柱的锚定问题等,影响了螺杆泵的使用寿命。但这些问题都可在使用中逐步加以解决,所以从长远考虑,推广螺杆泵采油法仍是可行的。     

井下采油单螺杆泵的现状及发展

井下采油单螺杆泵因具有较高的系统效率而日益受到重视。目前已开发的井下单螺杆泵有地面驱动采油单螺杆泵、电动潜油单螺杆泵、单螺杆液动机 -单螺杆泵装置和多头螺杆泵。简述了单螺杆泵定子衬套选用的材料和转子的表面处理方式 ,介绍了单螺杆泵在国外的使用情况。指出井下采油单螺杆泵主要朝增大泵的下井深度 ,加大泵的排量 ,延长泵的使用寿命和拓宽泵的使用范围等方向发展。最后就国内开发和推广螺杆泵工作规划提出了建议。     

螺杆泵定子注胶模具的改进设计

1．螺杆泵定子注胶模具改进的必要性 定子是井下单螺杆抽油泵最关键的部件，它的质量好坏直接影响整台泵的效率和使用寿命。在螺杆泵试制过程中，曾经遇到定、转子线形啮合很好，且定、转子配合过盈也很理想，但整体泵没有形成一个完整的密封腔，且泵的启动扭矩较大、容积效率却较低的现象。     

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。     

螺杆泵定子与转子的接触分析

用有限元方法对螺杆泵在不同压力作用下的变形、受力及接触情况进行了分析研究，建立了螺杆泵的二维有限元模型，得出了在相应情况下螺杆泵定子橡胶的应力分布和螺杆泵定子与转子的接触压力。结果表明，由于过盈量的存在使螺杆泵定子和转子之间产生接触压力，从而实现螺杆泵的密封；当有均匀压力作用时，接触压力减小，使密封能力降低；当有压差作用时，压差使定子橡胶发生较大的变形，定子与转子的接触压力增加，密封能力增强。     

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.     

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。     

采油用单螺杆泵排量的优化设计

目前,大储量油田的螺杆泵采油存在排量局限性问题.建立螺杆泵排量的数学模型,采用拉格朗日乘数法对螺杆泵的排量进行优化设计,得到螺杆泵中定子螺距、定子橡胶外径和定子橡胶的最小壁厚(双边)之间的最佳关系式,及螺杆泵螺旋角的最优解.确定了螺杆泵排量的优化设计表达式;分析了螺杆泵的排量与定转子头数比扣转子头数之间的关系.转子头数取值并不是越大越好,认为转子头数取6左右为最佳.     

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。     

影响螺杆泵定子质量环境因素分析

针对螺杆泵定子制造的特点,按照其工艺过程,从温度、湿度和清洁度等方面分析了环境因素对螺杆泵定子制造质量的影响。探讨了管理及改进环境因素的方式,提出了提高螺杆泵定子质量的方法。可为螺杆泵的制造提供参考。     

采油机械的新发展

这是两篇论文中的第一部分，介绍游梁式抽油机、泵和螺杆泵方面的新发明，基中包括游梁式机、泵的井底凡尔、钢架式气体分离器、大排量杆式泵、异球座气锁消除器、新气锚、边缘井控制器、新式过滤器、自动反冲洗装置、效率分析器、光杆衬套密封和井下测功仪；螺杆泵有可嵌入大螺杆泵、大排量螺杆泵、液压潜式与潜式电机驱动泵、先进的定子弹性材料等。以及材料表面处理新工艺、新式采油树、井底除砂器和盘管安全阀等。     

采油螺杆泵定子温度场数值模拟分析

根据采油螺杆泵定子几何物理特性,对螺杆泵工况进行了合理的假设,建立了螺杆泵定子工作状态下的力学、传热数学模型。以常规GLB500—14型螺杆泵定子为例,利用有限元分析方法进行了定子力学场、温度场的耦合数值模拟计算,获得了特定条件下的定子内部稳态温度场分布情况,给出了温度场分布云图。通过计算结果验证,认为数值计算模拟结果较真实地反映了定子的传热状况,可为螺杆泵定子的研制开发提供可靠的理论依据。     

影响采油螺杆泵制造模式的因素分析

针对目前国内油田螺杆泵应用的现状,从螺杆泵定子和转子的结构、加工制造以及检测等方面,对比分析了国内外螺杆泵制造模式的差别,探讨实现先进生产制造模式的可行性,为提高螺杆泵产能规模,提高生产效率提供建议和思路。     

地面驱动螺杆泵系统的应用

近年来随着螺杆泵采油技术的发展，井下螺杆泵已在稠油井开发，煤层气井排水采气，中或低粘油井的较高扬程，大排量人工举升等领域得到广泛应用。对国内外井下螺杆泵的现场使用情况进行了分析与研究，借鉴国外螺杆泵开采技术的成功经验，探讨螺杆泵在不同井况中遇到的各种问题，及其问题的方法和思路。     

国外螺杆泵采油系统的现状与发展

概述螺杆泵采油系统的优点、应用范围、分类。结合具体产品介绍美国、加拿大、法国、原苏联、罗马尼亚的地面驱动及井下驱动螺杆泵现状；大庆油田引进加拿大４－１８型地面驱动螺杆泵与常规５型抽油机现场对比试验；辽河油田引进加拿大Ｃｏｒｏｄ公司地面液压驱动胶带传动螺杆泵现场对比试验；螺杆泵的转子及定子材料、工艺、配合方面的技术发展状况。