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螺杆泵在油田上的应用及工作特性分析

时间：2018-4-27 17:48:09来源：www.b-fz.com作者：中耐泵业

随着科技的发展，机械采油在石油开采中发挥了越来越大的作用，相比较于传统的人工操作，其技术更加成熟，操作更加方便，在性能上更具有稳定性，在世界各国油田开采中发挥了重要作用。目前我国的油田开采在经历成熟发展后逐渐进入到油田开采的后一阶段，机械开采的优势更加明显。近年来新问世的螺杆泵成为机械采油的主要采油设备，利用前景十分广阔，为我国油田的开采注入了新的活力。

一、目前国内螺杆泵的种类分析

在当前形势下，我国的螺杆泵主要分为两种形式，一种为地面驱动型单螺杆泵，另一种是潜油电机驱动的螺杆泵，是我国目前主要的两大采油系统。前者主要借助地面的动力带动抽油杆柱旋转，终达到转子低速转动进行生举开采。后者主要是借助井下的潜油机直接驱动螺杆泵来进行采油作业。这两种形式的螺杆泵在我国国内油田开采中都比较有市场。

二、螺杆泵的工作特性分析

螺杆泵作为我国油田开采的主系统，有着独特的工作特性与工作原理，鉴于在使用中发现的不足，我国积极加大对螺杆泵的改良分析，从螺杆泵的容积效率、定子型线、过盈量三个方面对螺杆泵工作特性进行了阐述。

1.螺杆泵的容积效率

我国华东石油大学针对机械开采进行了项目专题研究，试验内容主要涉及介质温度、粘度两大因素对螺杆泵的工作特性影响情况。通过试验我们发现，介质温度与粘度对螺杆泵影响为明显的是螺杆泵容积效率，在此次研究中对螺杆泵的实际工作特性曲线进行了一定的数值模拟，尝试探讨了螺杆泵的定子橡胶溶胀情况对容积效率的明显影响，大量的研究结果表明，对螺杆泵的结构参数与工作参数进行结构上的优化可以明显的改善设备损耗，延长螺杆泵的使用寿命与工作周期。

通过分析我们还发现，采油螺杆泵的实际使用寿命往往取决于定子衬套的耐油橡胶性能，而橡胶定子受多种因素的影响，直接作用于螺杆泵的工作特性，目前国内外在对其研究时采用的是丁晴橡胶，由丁晴橡胶衍生出来的改性胶在提高螺杆泵的使用寿命方面也十分有效。

2.螺杆泵的定子型线

我国胜利油田的杨玉生等人在分析研究的基础上，提出了改善衬套型线精度来改善提高密封性能的定子型线简易修正方法，操作十分简单，韩修廷为了充分保证定子橡胶的衬套型线，认为在进行定子模芯设计时应该根据橡胶的不同配方进行橡胶的修正，以此来增强其稳固性，大程度的保证其橡胶衬套的型线。

定子橡胶存在明显的变形规律，特别是定子橡胶型线的变形更具有规律性，但是基于这方面的研究比较落后，几乎没有公认的规律。随着技术的发展，特别是无线几何性、物理线性等在对橡胶材料的局限性检测中发挥了重要作用。在这些方法中为常用的是有限元的求解方式，橡胶存在不可压缩性的弹性材料变形，基于这方面的研究，我国的石守峡博士进行了有效性研究，在橡胶中引入了Pann不变量分解，对于增强位移解的稳定性与收敛性起到了重要的辅助作用。

3.螺杆泵过盈量

前苏联首先对低压头的螺杆泵进行了工作原理上的改良，在建立相应的容积损失、机械损失及经验计算的基础上，率先通过实验的方式对螺杆泵的结构参数与工作性能进行了深度的研究分析，从而对其整体的工作原理与工作特点进行了了解把握。通过研究我们发现，螺杆泵的定子导程、转子直径及偏心距都存在一定的内在关联，只有实现各结构的数值合理才能保证其存在并有效运行。单螺杆泵在保证高效率与长周期工作时间的基础上对主要结构的参数进行了优化选择。通过实验，专家学者得出结论，定转子之间的过盈将很大程度上影响到螺杆泵的实际工作，我们即使可以通过减少盈量减少容积损失，但是这同样会引发机械损失的增大，当然上述这些分析只适用于低压头螺杆泵，并不适用于所有的螺杆泵类型，现在关于采油用的高压头的螺杆泵还需要进一步的研究与分析。

三、螺杆泵采油系统的技术发展应用分析

螺杆泵特有的工作特性决定了其技术应用与实施工艺。螺杆泵可以用于高温高压条件下的溶胀作业，可以对井下的工作特性进行修正与完善，满足生产的需要，并对以后的工作特性及油井产能进行了修正，只有合理的选择泵型，才能获取油井产出与螺杆泵的举升协调。

可以辅助选择合适的采油工艺。螺杆泵可以进行采油工艺的配套工艺选择，选择内容多，除了要选择合适的油管外，还需要选择合适的抽油杆，帮助选择参数合理的设置与驱动，只有在做好上述工作的基础上才能保证设计的合理、准确，才能实现运行的安全可靠，在一定程度上延长螺杆泵的检修周期，提高实际运行效率，更好的促进下一步工作的开展。提高采油开采效率，通过对螺杆泵的工作特性研究分析，可以延长使用寿命的同时提高开采效率，更好的推动油田螺杆泵的开采研究，使之逐渐走向成熟与完善。作为一种新型的人工升举方式，其投资少，结构设计简单，操作灵活方便，具有明显的节能效果，是抽油机的柱塞泵、潜油电泵等开采方式无可比拟的优势，在不久的将来，很有可能会以绝对优势占据我国的油田开采市场。

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