采用單螺桿泵采油作為一種新興的油井人工舉升方式,具有投資少、設備結構簡(jiǎn)單、操作方便、節能以及適應性強等特點(diǎn),能降低采油成本,提高采油效益。由于3G螺桿泵擁有比抽油機柱塞泵、潛油電泵、水力活塞泵等機采方式的優(yōu)點(diǎn),備受采油業(yè)界的重視,并有望成為油田主要的機采方式之一。
單螺桿泵在工作時(shí),定子橡膠襯套與轉子處于摩擦狀態(tài),而單螺桿泵定子橡膠是易損構件,它與轉子的配合狀況對單螺桿泵的工作性能影響顯著(zhù),決定著(zhù)單螺桿泵的效率和壽命,所以對單螺桿泵橡膠襯套與轉子的接觸狀況的分析是非常重要的。但目前很多學(xué)者將單螺桿泵的磨損形式歸為磨粒磨損,認為是油氣井中的砂質(zhì)顆粒介質(zhì)進(jìn)人到泵體腔室中導致的,并發(fā)現了定子受壓側直徑與圓弧聯(lián)接點(diǎn)處的磨損 大的現象。嚴心浩等在文獻中認為螺桿泵的磨損形式還有疲勞磨損,本文擬從單螺桿泵橡膠襯套的剪切應變的不均勻角度來(lái)研究這種疲勞磨損特點(diǎn)。
螺桿泵的轉速選用
保溫螺桿泵的流量與轉速成線(xiàn)性關(guān)系,相對于低轉速的三螺桿泵,多級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(guò)早失效,而且高轉速螺桿泵的定轉子長(cháng)度很短,極易磨損,因而縮短了不銹鋼螺桿泵的使用壽命。
通過(guò)減速機構或無(wú)級調速機構來(lái)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(cháng)幾倍。
螺桿泵的品質(zhì)
現在市場(chǎng)上的高粘度螺桿泵的種類(lèi)較多,相對而言, 的螺桿泵,材質(zhì),但價(jià)格較高,服務(wù)方面有的不到位,配件價(jià)格高,訂貨周期長(cháng),可能影響生產(chǎn)的正常運行。
國內生產(chǎn)的大都仿制 產(chǎn)品,產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,在選用國內生產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí),在考慮其性?xún)r(jià)比的時(shí)候,選用低轉速,長(cháng)導程,傳動(dòng)量部件材良,額定壽命長(cháng)的產(chǎn)品。
通過(guò)對近五年內大慶油田中使用螺桿泵抽油的油井中關(guān)于螺桿泵失效類(lèi)型的現場(chǎng)調研和查閱相關(guān)資料,可知螺桿泵的失效形式大致可以劃分為以下幾種類(lèi)型:螺桿泵抽油桿柱斷裂失效、螺桿泵抽油桿柱脫扣失效、螺桿泵抽油桿柱滑扣失效、螺桿泵抽油桿柱或油管偏磨失效、螺桿泵油管脫扣失效以及螺桿泵定子襯套橡膠失效。其中,螺桿泵定子襯套橡膠失效為螺桿泵 常見(jiàn)的失效形式。并且螺桿泵定子襯套橡膠失效又可以劃分為以下幾種類(lèi)型:磨損、燒毀、撕裂、剝離。其中,磨損為螺桿泵定子襯套橡膠 常見(jiàn)的失效形式。
根據現場(chǎng)調研的數據得知,2012年上半年大慶油田78口螺桿泵失效的油井中,螺桿泵定子襯套橡膠失效就有68口。占螺桿泵失效油井總數的87%以上,比例非常高。然而螺桿泵定子襯套橡膠一旦失效,整個(gè)螺桿泵就會(huì )報廢,會(huì )造成重大的經(jīng)濟損失。因此我們研究分析造成螺桿泵定子襯套橡膠失效的主要原因是什么,進(jìn)而針對其主要原因采取相應的解決辦法,這將會(huì )對減少螺桿泵采油的生產(chǎn)費用,進(jìn)一步提高螺桿泵在各大油田節能的推廣具有重要的指導意義。
螺桿泵定子襯套橡膠要長(cháng)時(shí)間承受轉子和油液流體對它的擠壓、定子和轉子之間的高速滑動(dòng)摩擦以及轉子繞定子軸線(xiàn)行星回轉時(shí)所產(chǎn)生的離心力對定子內表面襯套橡膠的沖擊;除以上三種情況外,螺桿泵定子襯套橡膠還要承受摩擦和沖擊產(chǎn)生的熱能在定子內表面襯套橡膠處所產(chǎn)生的高溫以及油井中砂粒對它的磨損等等。另外,油液流體中含有相當數量的芳香族、HZS和COZ氣體。芳香族化合物使螺桿泵定子襯套橡膠膨脹,HZS和COZ氣體會(huì )使螺桿泵定子襯套橡膠脆化、硬化, 終導致螺桿泵定子襯套橡膠失效。
在油液流體當中含有砂粒的狀況下,螺桿泵轉子與定子襯套橡膠過(guò)盈配合所形成的密封帶被磨損,這將導致螺桿泵的容積效率降低,漏失量上升。