采用单螺杆泵采油作为一种新兴的油井人工举升方式,具有投资少、设备结构简单、操作方便、节能以及适应性强等特点,能降低采油成本,提高采油效益。由于3G螺杆泵拥有比抽油机柱塞泵、潜油电泵、水力活塞泵等机采方式的优点,备受采油业界的重视,并有望成为油田主要的机采方式之一。
单螺杆泵在工作时,定子橡胶衬套与转子处于摩擦状态,而单螺杆泵定子橡胶是易损构件,它与转子的配合状况对单螺杆泵的工作性能影响显著,决定着单螺杆泵的效率和寿命,所以对单螺杆泵橡胶衬套与转子的接触状况的分析是非常重要的。但目前很多学者将单螺杆泵的磨损形式归为磨粒磨损,认为是油气井中的砂质颗粒介质进人到泵体腔室中导致的,并发现了定子受压侧直径与圆弧联接点处的磨损 大的现象。严心浩等在文献中认为螺杆泵的磨损形式还有疲劳磨损,本文拟从单螺杆泵橡胶衬套的剪切应变的不均匀角度来研究这种疲劳磨损特点。
螺杆泵的转速选用
保温螺杆泵的流量与转速成线性关系,相对于低转速的三螺杆泵,多级泵高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程,但功率明显增大,高转速加速了转子与定子间的磨耗,使螺杆泵过早失效,而且高转速螺杆泵的定转子长度很短,极易磨损,因而缩短了不锈钢螺杆泵的使用寿命。
通过减速机构或无级调速机构来降低转速,使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内,与高速运转的螺杆泵相比,使用寿命能延长几倍。
螺杆泵的品质
现在市场上的高粘度螺杆泵的种类较多,相对而言, 的螺杆泵,材质,但价格较高,服务方面有的不到位,配件价格高,订货周期长,可能影响生产的正常运行。
国内生产的大都仿制 产品,产品质量良莠不齐,在选用国内生产的产品时,在考虑其性价比的时候,选用低转速,长导程,传动量部件材良,额定寿命长的产品。
通过对近五年内大庆油田中使用螺杆泵抽油的油井中关于螺杆泵失效类型的现场调研和查阅相关资料,可知螺杆泵的失效形式大致可以划分为以下几种类型:螺杆泵抽油杆柱断裂失效、螺杆泵抽油杆柱脱扣失效、螺杆泵抽油杆柱滑扣失效、螺杆泵抽油杆柱或油管偏磨失效、螺杆泵油管脱扣失效以及螺杆泵定子衬套橡胶失效。其中,螺杆泵定子衬套橡胶失效为螺杆泵 常见的失效形式。并且螺杆泵定子衬套橡胶失效又可以划分为以下几种类型:磨损、烧毁、撕裂、剥离。其中,磨损为螺杆泵定子衬套橡胶 常见的失效形式。
根据现场调研的数据得知,2012年上半年大庆油田78口螺杆泵失效的油井中,螺杆泵定子衬套橡胶失效就有68口。占螺杆泵失效油井总数的87%以上,比例非常高。然而螺杆泵定子衬套橡胶一旦失效,整个螺杆泵就会报废,会造成重大的经济损失。因此我们研究分析造成螺杆泵定子衬套橡胶失效的主要原因是什么,进而针对其主要原因采取相应的解决办法,这将会对减少螺杆泵采油的生产费用,进一步提高螺杆泵在各大油田节能的推广具有重要的指导意义。
螺杆泵定子衬套橡胶要长时间承受转子和油液流体对它的挤压、定子和转子之间的高速滑动摩擦以及转子绕定子轴线行星回转时所产生的离心力对定子内表面衬套橡胶的冲击;除以上三种情况外,螺杆泵定子衬套橡胶还要承受摩擦和冲击产生的热能在定子内表面衬套橡胶处所产生的高温以及油井中砂粒对它的磨损等等。另外,油液流体中含有相当数量的芳香族、HZS和COZ气体。芳香族化合物使螺杆泵定子衬套橡胶膨胀,HZS和COZ气体会使螺杆泵定子衬套橡胶脆化、硬化, 终导致螺杆泵定子衬套橡胶失效。
在油液流体当中含有砂粒的状况下,螺杆泵转子与定子衬套橡胶过盈配合所形成的密封带被磨损,这将导致螺杆泵的容积效率降低,漏失量上升。