采油单螺杆泵接触压力有限元分析

单螺杆泵转子与定子橡胶间接触压力是影响磨损的重要原因,根据其工作原理和结构特点,用SolidWorks建立了油田用单螺杆泵的实体模型,利用基础试验确定了定子衬套橡胶的本构关系是Mooney-Rivlin模型,以及确定了本构关系中所需要的常数,适应了材料非线性.利用有限元分析软件ANSYS,经过多次尝试选用SOLID45和SOLID185单元,模拟螺杆泵工作参数建立有限元模型,运用ANSYS进行力学分析,得出接触压力的分布规律,为分析螺杆泵的磨损和寿命问题奠定基础.     

GLB120-27型采油螺杆泵的静力学特性分析

针对单螺杆泵转子与定子橡胶间的磨损,根据其工作原理和结构特点,用SolidWorks 2007建立了油田广泛应用的GLB120-27单螺杆泵的实体模型.利用有限元分析软件ANSYS11.0,选用四面体单元SOLID45和六面体单元SOLID185,并采用映射网格与自由网格相结合的网格划分方法,再模拟螺杆泵工作参数,即压力、扭矩、过盈量以及温度等环境因素,建立多种工况的有限元模型.运用ANSYS进行力学分析,得出剪应力、接触压力等力学参量的分布规律,为分析螺杆泵的磨损机理奠定基础.     

双头单螺杆泵衬套有限元分析

用ANSYS对双头单螺杆泵衬套的受力情况作了有限元计算,为了提高计算效率,将螺杆泵衬套的有限元模型简化为平面应变模型求解。讨论了双头单螺杆泵衬套在受到均匀压力与非均匀压力,以及衬套和螺杆在静态接触的情况下,衬套内各点的变形、应力与应变的分布;揭示了双头单螺杆泵衬套的受力状态和变形规律。为双头单螺杆泵的结构优化设计及性能改善提供了参考依据。     

单螺杆泵定、转子最大滑动速度

针对国内各大油田逐步进入后期开采,螺杆泵采油技术是一种很有效的方法。选择合理的螺杆泵转速,是确保螺杆泵能否发挥最佳功效和工作寿命的关键,因为单螺杆泵定、转子相对运动速度,决定着定、转子表面的磨损。限制泵运行时转子与定子之间的最大滑动速度就显得尤为重要。因此根据螺杆泵运行原理,推导出了单螺杆泵转子在做行星运动时的最佳滑动速度,目的是为我们自主研发“电潜螺杆泵采油系统”中减速器方案的设计提供理论依据。     

双头单螺杆泵定子衬套热力耦合研究

为研究稠油热采工况下橡胶衬套的温升机理,对高温、含砂稠油工况下螺杆泵的定子橡胶衬套进行摩擦学试验。基于传热学原理,运用有限元方法对双头单螺杆泵橡胶衬套进行热力耦合研究,分析定子橡胶衬套温度场和热应力、应变的变化规律,并研究转速、过盈量、摩擦因数等因素对定子衬套热力耦合的影响。研究结果表明:考虑橡胶滞后生热作用,衬套的温度呈椭圆形分布,沿中心向外递减;衬套的温升,最大热应力和最大位移随转速、过盈量的增大而增大,随摩擦因数的增大而减小;摩擦因数对衬套的热力耦合场影响相对较小。     

单螺杆泵采油系统启动扭矩动力学模型研究

单螺杆泵采油系统启动扭矩模型是螺杆泵井提高系统效率、进行故障诊断的理论基础。对启动过程中单螺杆泵的运动特点和受力情况进行分析，建立了该系统启动扭矩动力学模型。运用经典碰撞理论并考虑杆管非完全弹性碰撞的影响，利用该模型可计算出整个抽油杆柱的运动学和动力学参数。模型在二连油田B18-42井的应用结果表明，启动过程中的扭矩曲线在稳定时的井筒扭矩曲线左右摆动；延长启动时间可降低启动扭矩峰值，有效地解决螺杆泵井瞬时启动抽油杆扭矩过大造成的断杆问题。     

单螺杆泵采油系统启动扭矩动力学模型研究

单螺杆泵采油系统启动扭矩模型是螺杆泵井提高系统效率、进行故障诊断的理论基础.对启动过程中单螺杆泵的运动特点和受力情况进行分析,建立了该系统启动扭矩动力学模型.运用经典碰撞理论并考虑杆管非完全弹性碰撞的影响,利用该模型可计算出整个抽油杆柱的运动学和动力学参数.模型在二连油田B18-42井的应用结果表明,启动过程中的扭矩曲线在稳定时的井筒扭矩曲线左右摆动;延长启动时间可降低启动扭矩峰值,有效地解决螺杆泵井瞬时启动抽油杆扭矩过大造成的断杆问题.     

应用工况测试系统进行井下单螺杆泵的诊断分析

井下单螺杆泵工况诊断系统包括数据采集和数据分析优化两大部分 ,该系统的研制成功实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时监测 ,能够帮助工程技术人员及时了解螺杆泵井的转速、扭矩和载荷等参数 ,并通过优化设计部分进行与理论值对比 ,从而指导螺杆泵井的维护工作 .通过现场应用 ,取得了井下单螺杆泵生产的第一手资料 ,尤其是直观地展示了螺杆泵启动阶段的运转特性 .目前已在 4口井上应用 ,结果证明了该系统的实用价值 .     

单螺杆油气混输泵螺杆-衬套副结构参数的优选

对影响单螺杆油气混输泵螺杆-衬套副的性能和寿命的各种因素(如过流面积、密封腔的压力变化规律、相对滑动速度、螺杆转动惯性力、压缩比等)及其随结构参数的变化规律进行了全面的理论分析。通过对单项指标的分析,结合现有单螺杆油气混输泵的设计和安装必须满足的结构条件,推荐了综合考虑多项指标时结构参数的优选方法,得到了结构参数的优选图解。所得的结果对单螺杆油气混输泵的设计具有一定意义。     

应用工况测试系统进行了井下单螺杆泵的诊断分析

井下单螺杆泵工况诊断系统包括数据采集和数据分析优化两大部分，该系统的研制成功实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时监测，能够帮助工程技术人员及时了解螺杆泵井的转速，扭矩和载荷等参数，并通过优化设计部分进行与理论值对比，从而指导螺杆泵井的维护工作，通过现场应用，取得井下单螺杆泵生产的第一手资料，尤其是直观地展示了螺杆泵启动阶段的运转特性，目前已在4口井上应用，结果证明了该系统的实用价值。     

基于BP神经网络的螺杆泵井故障诊断技术研究

提出了基于BP神经网络和专家系统的螺杆泵井故障诊断方法:将螺杆泵井工况类型细分为10类,选取表征油井生产状态的7个特征参数作为输入量,采用Active X技术,借助VB调用Mat-lab人工神经网络工具箱函数,构建和训练网络模型.用该方法对新疆油田吉7井区吉101井和吉002井进行实例分析,验证了模型的正确性.     

稀油井区螺杆泵采油工艺技术研究

通过对螺杆泵结构及原理的研究,结合油井生产条件,选择适合螺杆泵采油工艺的油井,利用专业优化软件进行螺杆泵采油工艺设计。根据油井流入动态分析和实际生产情况,确定油井的实际供排关系,以选择螺杆泵的排量范围和型号,进行抽油杆、驱动装置和井下举升系统的配套优化设计,经过现场实测螺杆泵采油工艺与抽油机采油工艺的能耗数据对比,油井供排关系和举升系统都能正常运行。阐述了螺杆泵采油技术节能降耗效果,为深井中质油开发提供了一种可行途径,对油田开发生产有着重要的现实意义。     

纳米Fe3O4磁性复合丁腈橡胶用做中、高压轴封的研究

用混炼法制备纳米Fe3O4磁性复合丁腈橡胶,利用UTM摩擦磨损实验机进行摩擦磨损试验,用2206型表面粗糙度测量仪测试磨痕,用XY-I型橡胶硬度计测定邵尔A硬度.研究影响橡胶密封性能的一些因素、密封间隙与密封压力的关系等.结果表明磁性橡胶具有优良的抗磨减摩性能、自修复能力,提出一种新型的可用做中、高压或真空环境的纳米Fe3O4磁性丁腈橡胶轴封,提高轴封的压力应用范围.     

大排量螺杆泵技术在海上稠油油田的应用

目前海上油田主要以电潜泵为主要的机采手段,但是在稠油油田,电潜泵存在着泵效低的问题,并且对于超稠油电潜泵无法使用。但是目前电潜螺杆泵在海上的应用,主要受限制于排量低的制约,仅能在产量较低的井中应用;并且在海上实际使用的电潜螺杆泵中,实际使用寿命均较短,不能满足海上油田大排量、长寿命的要求。探讨了对电潜螺杆泵泵型、联轴器、减速器等主要部件进行改进,开发出了排量达到200 m~3/d,实际使用寿命超过一年的电潜螺杆泵,并在海上油田成功应用,取得了较好的效果。     

聚氨酯橡胶的固定磨粒湿磨损机理的试验研究

对聚氨酯橡胶的固定磨粒湿磨损机理的试验研究结果表明,聚氨酯橡胶在固定磨粒湿摩擦工况下,磨损量随相对速度和比压的增加而增大,摩擦系数随相对速度的增加而增大,随比压的增加而减少。实验还证明,聚氨酯橡胶的耐磨性比其它橡胶高10倍左右,是一种抗磨性好的材料。本试验结果对石油井下动力钻具摩擦副的材料选择有一定的参考价值。     

The effect of water content in crude oil on the tribological behavior of screw pump’s stator rubber

It is worthy of studying the effect of water content in crude oil on tribological behavior of stator rubber, because the different water content would affect the swelling and wear of rubber. Compatibility of dewatered crude oil and water was observed after mixture of dewatered crude oil and water （called oilwater mixture） was mechanical stirred and statically placed. Static etching experiment of samples in oil-water mixture was performed using hanging patch test. Wetting contact angle of oil- water mixture on rubber surface was measured by contact angle meter. Tribological behavior of samples in mixture was measured using a ringonblock tester. The result shows that when the water content is less than 15 %, water can blend with dewatered crude oil, and oil-water separation happens when water content was more than 15 %. With the increasing of water content in crude oil, Wettability of mixture and swelling increment of samples decrease. The wear loss of sample increases after treated by swelling experiment, and FKM owns better wear resistance than NBR.     

不同润滑状态下塑料合金轴承的摩擦实验

用MPV－200型摩擦磨损试验机测定了超高分子量聚乙烯（简称UHMW－PE）塑料合金轴承分别在水润滑和干摩擦条件下的摩擦学性能，考察了载荷、速度、运行时间等对塑料合金轴承的摩擦学性能的影响，结果表明：摩擦系数用水润滑的小，干摩擦下的大；但磨损率用水润滑时大，干摩擦时小。对磨损机理进行了系统的分析，为兼合金轴承的实际应用提供理论依据。     

钻井泵活塞台架试验的铁谱监测

在钻井泵活塞台架寿命试验的监测中,应用定量铁谱技术对其磨屑的生成、变化进行了跟踪观察、摄影、扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析,并对铁谱片上的磨粒复盖面积进行了适时测量,取得了大量的数据,并据此作出了一系列与磨损的铁谱监测有关的检测曲线。结合具有特征的金属磨粒出现及对所生成的胶屑的分析,为试验活塞的失效提供了有效的判据。