螺桿泵工作在油井中,高壓、運轉疲勞、摩擦,流體中含氣,特別是流體中含二氧化碳、硫化氫氣體等對定子橡膠都有影響。
(1)定子橡膠的溶脹
定子橡膠的溶脹會(huì )使螺桿泵定子與轉子之間的間隙變小,過(guò)盈量增大,干涉定子與轉子之間的嚙合運動(dòng),摩擦扭矩增大,使泵效降低,還會(huì )降低螺桿泵的使用壽命;另一方面,定子橡膠的溶脹,占據了空腔體積,使實(shí)際儲存油液的空腔體積變小,導致螺桿泵的容積效率降低。
因此,應該選用合適的橡膠,提高螺桿泵定子橡膠的耐油氣性能,減小螺桿泵定子橡膠的溶脹量;根據油井的供液能力合理選擇螺桿泵泵型,使螺桿泵在合理的壓差下工作,以減小螺桿泵的容積效率損失,達到提高螺桿泵舉升性能的目的;在橡膠溶脹率 的條件下,盡可能地減少螺桿泵定子注膠時(shí)的橡膠用量,以減小橡膠溶脹量,提高螺桿泵的容積效率,進(jìn)而提高螺桿泵的舉升性能。
(2)定子橡膠的溫脹及磨損
在螺桿泵的工作過(guò)程中,螺桿泵的定子與轉子之間存在多個(gè)緊密接觸的密封界面,隨著(zhù)螺桿泵工作壓力的,定子橡膠會(huì )撐開(kāi),密封界面處間隙增大,使螺桿泵的回流量(內泄)增大;當螺桿泵在額定工作壓力以下工作時(shí),定子與轉子接觸得很緊密,使轉子在旋轉時(shí)摩擦力很大,導致定子與轉子的密封界面產(chǎn)生大量的摩擦熱,并積聚在泵腔內部,使定子與轉子表面急劇升溫。高溫的地下油液以及摩擦熱的生成,使螺桿泵內過(guò)流部件長(cháng)期處于較高溫度下工作,定子橡膠受熱后產(chǎn)生變形和膨脹,進(jìn)而加劇了定子和轉子密封界面處的摩擦熱的生成,這種惡性循環(huán)的發(fā)展,必然加速定子內表面橡膠的老化和磨損,降低螺桿泵的使用壽命。
在這種情況下,如果采用硬質(zhì)定子,并定子與轉子之間有一較小間隙存在,摩擦熱將不再產(chǎn)生。當然,在設計螺桿泵定子與轉子之間的間隙時(shí), 螺桿泵在額定壓力和轉速下工作時(shí)的回流量在規定的設計指標以下;而硬質(zhì)定子材料的選擇, 綜合考慮材料的熱膨脹、摩擦系數、性及與輸送介質(zhì)的相容性。實(shí)踐證明,這種設計既可間隙的存在,又可螺桿泵的自吸和輸送能力。