地面驅動雙頭單螺桿泵應用與效果分析

針對雙頭單螺桿泵襯套在實際使用中受到流體壓力、襯套外殼以及螺桿的作用,容易發(fā)生磨損和變形,影響螺桿泵的壽命和效率的問題,采用ansys軟件對雙頭單螺桿泵襯套進行有限元仿真模擬。將襯套的有限元模型簡化為平面應變模型求解,分析了3種常用型線雙頭單螺桿泵襯套在受到均勻壓力與非均勻壓力下,襯套內各點的變形、應力與應變的分布情況。模擬分析結果表明,在均勻壓力作用下,普通內擺等距型線襯套的法向位移曲線呈正弦規(guī)律變化,其余2種呈v形變化,在1個周期內剛好有3個波峰、波谷,與襯套形狀特征相對應;短幅內擺等距型線應力變化相對均勻,沿自然路徑變化曲線呈u形。

根據(jù)單螺桿泵系統(tǒng)的工作原理,對螺桿泵抽油系統(tǒng)中抽油桿柱進行了受力分析,并選擇了一口井的實際參數(shù)為例進行了計算。根據(jù)實際計算結果,指出螺桿泵抽油桿柱系統(tǒng)的強度校核必須考慮剪切強度,但可以采用簡化措施進行計算。

根據(jù)地面驅動單螺桿泵工作特點,考慮井筒不同深度處流體粘度隨溫度變化以及井斜角變化對桿柱受力計算的影響,提出了螺桿泵采油井組合桿柱設計的微元段法,這種方法適合于任意下泵深度。應用第四強度理論計算復合應力和應力利用率,根據(jù)等強度設計準則,可以進行任意級組合桿柱設計。實例計算結果表明,理論計算值與實測值誤差小于5%,說明該微元段法是可行的。

概述了勝利油田現(xiàn)河采油二礦地面驅動單螺桿泵在深層斷塊稠油油藏中的應用情況。

為了提高雙頭單螺桿泵的工作效率和使用壽命,研究了結構參數(shù)對其工作效率及使用壽命的影響。基于橡膠mooney-rivlin雙參數(shù)模型理論,考慮橡膠襯套材料具有非線性變形特性、內壓及轉子慣性對橡膠襯套的作用,建立了雙頭單螺桿泵一個導程的定轉子三維嚙合模型,分析了過盈量、偏心距對螺桿泵定子襯套應力和摩擦阻力矩的影響。數(shù)值模擬結果顯示,偏心距選擇7.5mm時,過盈量由0.2mm增加到0.6mm,螺桿泵摩擦阻力矩從88.52n·m增大到466.51n·m,襯套應力峰值由1.4mpa增加到1.8mpa;而過盈量取0.4mm時,偏心距由7.3mm增大到7.5mm,摩擦阻力矩從240.00n·m僅增加到264.77n·m,襯套應力峰值由1.28mpa增加到1.62mpa。這表明,合理搭配過盈量和偏心距可以提高螺桿泵的工作效率和使用壽命,為螺桿泵設計及結構參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。

用ansys對雙頭單螺桿泵襯套的受力情況作了有限元計算,為了提高計算效率,將螺桿泵襯套的有限元模型簡化為平面應變模型求解。討論了雙頭單螺桿泵襯套在受到均勻壓力與非均勻壓力,以及襯套和螺桿在靜態(tài)接觸的情況下,襯套內各點的變形、應力與應變的分布;揭示了雙頭單螺桿泵襯套的受力狀態(tài)和變形規(guī)律。為雙頭單螺桿泵的結構優(yōu)化設計及性能改善提供了參考依據(jù)。

螺桿泵在開采稠油、含砂原油和中深低原油方面有明顯的優(yōu)越性。隨著油井不斷向深層發(fā)展,在泵掛深度愈來愈大的情況下,管式螺桿泵的檢泵工作勢必費時費工,采油成本相對較高。介紹一種地面驅動桿式螺桿泵,論述了其基本結構和工作原理。這種桿式螺桿泵可以縮短檢泵作業(yè)時間,從而降低油田的作業(yè)成本。

在對各種擺線分析比較的基礎上,提出采用短幅內擺線作為原始齒形曲線用于定子骨線設計,其共軛曲線用于轉子的雙頭單螺桿泵設計。推導出這種雙頭單螺桿泵的轉子和定子線型的數(shù)學方程式,并利用pro/e對其進行虛擬建模,為雙頭單螺桿泵的加工及改進提供參考。

本文將目前國內外對單螺桿泵定子的磨損研究情況作一綜述,對常規(guī)單螺桿泵和等壁厚單螺桿泵進行了接觸分析。針對目前單螺桿泵"定子受壓側直徑與圓弧連接點處的磨損最大"的現(xiàn)象,從疲勞磨損的角度進行了深入研究,認為這是由于在圓弧段對角處的剪切應變遠遠大于其它地方,在周期性載荷的作用下橡膠表面產生重復的壓縮、拉伸和交變剪切應力而發(fā)生多次變形,從而使橡膠表層發(fā)生疲勞磨損。對于等壁厚單螺桿泵來講,其最大的剪切應變在橡膠襯套的外層,這意味著等壁厚單螺桿泵橡膠襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接強度將受到考驗,襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接處可能是等壁厚單螺桿泵的疲勞失效處。

運用有限元方法對三種線型的雙頭單螺桿泵襯套進行力熱耦合模擬研究。給出了在額定工況下,螺桿泵襯套溫度場分布云圖。揭示了螺桿泵襯套的溫度分布規(guī)律,彌補了螺桿泵襯套溫度場難以測量的問題。為雙頭單螺桿泵襯套的熱分析、型線選擇、性能優(yōu)化等提供參考依據(jù)。

針對雙頭單螺桿泵在工作過程中,還沒有能夠直接對井下工況襯套橡膠的溫度場分布等進行有效的測試,定子襯套又容易實效、襯套型線對螺桿泵工作性能影響很大的現(xiàn)狀,對雙頭單螺桿泵襯套進行計算機仿真模擬研究則是一個嘗試。鑒于雙頭單螺桿泵襯套的特殊形狀將三維模型合理簡化為平面應變模型進行模擬研究。運用有限元方法對三種線型的雙頭單螺桿泵襯套進行力熱耦合模擬研究。給出了在額定工況下,螺桿泵襯套溫度場分布云圖。揭示了螺桿泵襯套的溫度分布規(guī)律,彌補了螺桿泵襯套溫度場難以測量的問題。為雙頭單螺桿泵襯套的熱分析、型線選擇、性能優(yōu)化等提供參考依據(jù)。

經過多年的開發(fā)研究,電動潛油單螺桿泵采油工藝應用實施,根據(jù)現(xiàn)場使用情況與地面機械驅動單螺桿泵采油工藝進行了對比,著重對單螺桿式減速器及以齒輪傳動為特征的減速器進行了分析,確定了單螺桿泵最佳實際排量與油井產能的匹配,明確了工藝配套技術的完善方向,指出電動潛油單螺桿泵采油工藝可作為克服抽油桿、油管偏磨的一項替代技術。

第一節(jié)軸向壓力和徑向壓力的計算 單螺桿泵軸向壓力和壓力的計算是確保泵能正常運行的很重要的一環(huán)，其值也直 接決定了泵的軸承的計算和選型。計算軸向壓力值考慮正常狀態(tài)下的運行，不考 慮泵起動時或運行時發(fā)生干摩擦的情況，因為這些情況會出現(xiàn)軸向力非正常的增 大，造成運行的不穩(wěn)定。目前關于軸向壓力的計算（軸向壓力直接影響徑向壓力） 尚無精確的計算公式，主要是泵運行時摩擦力引起的軸向壓力的計算至今無法解 決，國內外都采用經驗公式的方法。 一、軸向壓力的計算： 認為單螺桿泵的軸向壓力pz由以下幾部分構成： 1)密封腔內介質移動時定子內的分力pz1。pz1應用彼得羅夫液體摩擦的公 式計算： 1 1 z avp （1） 式中μ——液體的動力粘度； a1——滑動表面面積，取a1為定子內螺旋腔總的表面積； ν——表面相對滑動速度，取其值為軸向流速為tn/60； δ——摩擦面之間的液膜

【g型單螺桿泵】產品: 【g型單螺桿泵】產品簡介： 生產的g型單螺桿泵在發(fā)達國家已廣泛使用，國外多數(shù)稱單螺桿泵為“莫諾泵”《monopumps》，德國稱為“偏心轉子泵”。由于其優(yōu)良的性能， 近年來在國內的應用范圍也在迅速擴大。 它的最大特點是對介質的適應性強、流量平穩(wěn)、壓力脈動動小、自吸能力高，這是其它任何泵種所不能替代的。 我們對國外（如：德、英、法、日本等國）生產的單螺桿泵及國內同行業(yè)的產品，作了分析與研究，博取眾長，對自己的產品進行不斷的 改革創(chuàng)新。目前我單位的產品已自成一個體系，壓力為0.6~1.2mpa,特殊要求壓力可達3mpa，可滿足廣大用戶對單螺桿泵的不同需求。 我單位生產的泵，質量可靠，實行三包，價格也相對較低，同時確保備品備件的正常供應。 本單位熱忱為廣大用戶服務，接受用戶對特殊要求單螺桿泵的設計和制造任務 【g型單螺桿泵】型號意義： 【g型單螺桿泵】工作原理

g單螺桿泵型號及參數(shù) 一、偏心單螺桿泵產品概述： g系列單螺桿泵是按迥轉嚙合容積式原理工作的新型泵種，主要工作部件是偏心螺桿(轉子) 和固定的襯套(定子)。 由于該二部件的特殊幾何形狀，分別形成單獨的密封容腔，介質由軸向均勻推行流動，內 部流速低，容積保持不變，壓力穩(wěn)定，因而不會產生渦流和攪動。每級泵的輸出壓力為 0.6mpa，揚程60m(清水)，適用于輸送介質溫度80℃以下(特殊要求可達150℃)。 因定子選用多種彈性材料制成，所以這種泵對高粘度流體的輸送和含有硬質懸浮顆粒介質 或含有纖維介質的輸送，有一般泵種所不能勝任的特點。其流量與轉速成正比。 傳動可采用聯(lián)軸器直接傳動，或采用調速電機，三角帶，變速箱等裝置變速。 這種泵零件少，結構緊湊，體積小，維修簡便，轉子和定子是本泵的易損件，結構簡單， 便于裝拆。 二、偏心單螺桿泵產品特點： 偏心單螺桿泵具有自

g型單螺桿泵產品概述： 單螺桿泵是按迥轉嚙合容積式原理工作的新型泵種。主要工作部 件是偏心螺桿（轉子）和固定的襯套（定子）。 由于該二部件的特殊幾何開頭分別形成單獨的密封容腔。介質由 軸向均勻推行流動。內部流速代低，容積保持不變。壓力穩(wěn)定,因而 不會產品渦流和攪動。每級泵的輸出壓力為0.6mpa,揚程60m（清水）， 自吸高度一般在6m，適用于輸送介質溫度80℃以下（特殊要求可達 150℃）。 因定子選用多種彈性材料制成，所以這種泵對高粘度流體的輸送 和含有硬質懸浮顆粒介質或含有纖維介質的輸送，有一般泵種所不能 勝任的特點。其流量與轉速成正比。 傳動可采用聯(lián)軸器直接傳動，或采用調速電機，三角帶，變速箱 等裝置變速。 這種泵零件少，結構緊湊，體積小，維修簡便，轉子和定子是本 泵的易損件，結構簡單，便于裝拆。 g型單螺桿泵型號意義： 例如:fg35-1 f-表示泵體和

通過對各種擺線分析比較,提出了采用短幅內擺線的外等距曲線作為原始齒形曲線用于定子,其共軛曲線用于轉子的多頭單螺桿泵線型設計方法。并得出了方便于ug軟件生成的數(shù)學模型,建立起數(shù)學模型的通式,利用ug軟件的"表達式"功能,實現(xiàn)其實體造型的設計。并為多頭單螺桿泵的實體加工提供參考。

本文針對地面驅動單螺桿泵運動過程中的一些非線性問題進行研究,比如電機的啟動問題以及螺桿泵與井壁的碰撞問題等等。并在這些問題的基礎上對單螺桿泵采油系統(tǒng)進行了工況預測技術的研究,建立了螺桿泵采油系統(tǒng)的預測數(shù)學二模型。借助于該模型,也能夠很好的進行螺桿泵采油系統(tǒng)中相關生產參數(shù)的動態(tài)預測。

應用timoshenko梁軸模型分析了單螺桿泵抽油桿的動力學特性,根據(jù)timoshenko梁軸模型的運動方程得出了單螺桿泵抽油桿柱運動方程的解。該分析方法可求出抽油桿作渦動時的變形,有效地了解抽油桿的動力特性。這種方法用于從理論上分析地面驅動式單螺桿泵抽油桿動力特性,還須進行實際驗證。

單螺桿泵地面驅動裝置卸載式主軸結構

介紹了一種新型的潛油（水）泵裝置的設計計算步驟，并分析了液動式單螺桿泵應用中的幾個問題

石西油田作業(yè)區(qū)莫北轉油站混輸泵于2009年試運行,針對混輸泵試投用達不到預期的效果,嚴重影響莫109的外輸量這一問題,石西油田作業(yè)區(qū)通過對混輸泵能力校核和合理優(yōu)化集油干線,以及對集油干線工藝改造,合理利用莫北單螺桿混輸泵,達到了擴大集輸半徑,降低井口和計量站回壓的目的。