螺杆泵工作在油井中,高压、运转疲劳、摩擦,流体中含气,特别是流体中含二氧化碳、硫化氢气体等对定子橡胶都有影响。
(1)定子橡胶的溶胀
定子橡胶的溶胀会使螺杆泵定子与转子之间的间隙变小,过盈量增大,干涉定子与转子之间的啮合运动,摩擦扭矩增大,使泵效降低,还会降低螺杆泵的使用寿命;另一方面,定子橡胶的溶胀,占据了空腔体积,使实际储存油液的空腔体积变小,导致螺杆泵的容积效率降低。
因此,应该选用合适的橡胶,提高螺杆泵定子橡胶的耐油气性能,减小螺杆泵定子橡胶的溶胀量;根据油井的供液能力合理选择螺杆泵泵型,使螺杆泵在合理的压差下工作,以减小螺杆泵的容积效率损失,达到提高螺杆泵举升性能的目的;在橡胶溶胀率 的条件下,尽可能地减少螺杆泵定子注胶时的橡胶用量,以减小橡胶溶胀量,提高螺杆泵的容积效率,进而提高螺杆泵的举升性能。
(2)定子橡胶的温胀及磨损
在螺杆泵的工作过程中,螺杆泵的定子与转子之间存在多个紧密接触的密封界面,随着螺杆泵工作压力的,定子橡胶会撑开,密封界面处间隙增大,使螺杆泵的回流量(内泄)增大;当螺杆泵在额定工作压力以下工作时,定子与转子接触得很紧密,使转子在旋转时摩擦力很大,导致定子与转子的密封界面产生大量的摩擦热,并积聚在泵腔内部,使定子与转子表面急剧升温。高温的地下油液以及摩擦热的生成,使螺杆泵内过流部件长期处于较高温度下工作,定子橡胶受热后产生变形和膨胀,进而加剧了定子和转子密封界面处的摩擦热的生成,这种恶性循环的发展,必然加速定子内表面橡胶的老化和磨损,降低螺杆泵的使用寿命。
在这种情况下,如果采用硬质定子,并定子与转子之间有一较小间隙存在,摩擦热将不再产生。当然,在设计螺杆泵定子与转子之间的间隙时, 螺杆泵在额定压力和转速下工作时的回流量在规定的设计指标以下;而硬质定子材料的选择, 综合考虑材料的热膨胀、摩擦系数、性及与输送介质的相容性。实践证明,这种设计既可间隙的存在,又可螺杆泵的自吸和输送能力。