地面驱动单螺杆泵的设计与应用

介绍了辽河油田研制的地面驱动单螺杆泵的结构、设计方法、试验及应用情况,并给出了实例计算,提出了几点认识。     

地面驱动单螺杆泵杆柱的组合设计

根据地面驱动单螺杆泵的工作特点，分析了传递动力的抽油杯柱受力状况，认为抽油杆柱受复合载荷的作用，在承受扭矩的同时承受较大的轴向力，给出了各种载荷的计算方法。由第四强度理论，提出了把抽油杯柱设计成两级杆柱的等强度组合设计方法，即先按要求及标准确定两级杆柱的直径和长度，然后扶强度条件进行校核。根据油田的实际情况，编制了抽油杆柱电算程序，并给出了设计训一算实例。     

单螺杆泵特性试验

通过进行单螺杆泵特性参数随泵出口管线结构及吸入口管线结构变化的试验研究,绘出了泵的特性参数与出口压力、吸入口真空度的关系曲线。试验结果表明,改变泵出口管线结构,使泵出口压力在一定范围内工作时,流量变化大,而且泵效率较高,可以作为泵调整参数的一种手段;而改变泵吸入口管线结构不宜作为泵的调整参数手段。     

地面驱动单螺杆泵排出口压力计算

在采用节点系统分析方法优化设计地面驱动单螺杆泵采油系统所建立的模型中,需要求得螺杆泵吸入口和排出口压力,以便根据压差重新选择螺杆泵和设计抽油杆柱。在计算排出口压力计算过程中,考虑了由于抽油杆柱旋转引起杆管环空气液两相流摩阻的影响。以GLB40-42型螺杆泵为例,理论和计算数据分析表明,转速和抽油杆直径对流体流动摩阻压降有显著影响,从而为进一步优化设计螺杆泵和抽油杆柱提供了有力依据。     

高效变速液力驱动

对现用的各种变速驱动装置，从效率、损耗和投资成本各方面进行了全面地分析，推荐使用“ＶＯＲＥＣＯＮ”液力传动装置。该装置是由Ｖｏｉｔｈ工程有限公司开发研制的新产品，具有高效、经济和可靠的优点，适用于大功率变速驱动。     

液力驱动抽油系统动力液压力计算

液力驱动抽油系统采用高压动力液驱动井下液动机,动力液一般采用水,液动机带动井下抽油泵往复运动采油,抽油泵与常规杆式抽油泵相同,液力驱动抽油系统没有抽油杆,避免了杆管偏磨问题。分析了一种液力驱动抽油泵采油装置井下部分的结构和工作原理以及液动机和抽油泵的受力情况,利用受力平衡原理,给出了液动机上行和下行时的动力液压力计算公式,得到了抽油泵上、下冲程时地面动力液的工作压力范围。     

高压单头单螺杆泵定子端面线型参数的确定

根据高压单头单螺杆泵定子端面的线型特点，给出了标志内凸圆弧特点的参数ｈ的取值范围、公式及内凸圆弧半径ｒ的计算公式，并给出了绘制定子端面线型的方程，为实际应用提供了计算方法。     

克罗德地面驱动单螺杆泵的特性与应用

介绍了加拿大克罗德(Corod)公司地面驱动单螺杆泵的特点和性能。矿场试验表明,这种单螺杆泵适宜在中浅油井采油,还可在原油粘度高、产量变化范围宽的油井中使用。     

地面驱动单螺杆泵采油参数选择

定子橡胶对于特定的介质选择是否合理，直接影响泵的寿命和效率。首先要对油井介质取样，进行橡胶室内油井温度下恒温浸泡试验，根据橡胶在24h、48h、72h、96h后的溶胀情况、拉断强度、300定伸强度、扯断伸长率、扯断永久变形等主要性能参数值进行比较，同时考虑橡胶的工艺性，然后确定适合该油井介质的橡胶型号。也可通过一定时间现场工作经验积累，选择距该油井最近的螺杆泵井位，将两油井介质物性进行比较，参考使用经过考验的较为理想的螺杆泵的橡胶型号。     

一种实用的新型双转动单螺杆泵

针对目前单螺杆泵使用中存在的转速低、振动大和离心力大等局限性,研制了一种实用的新型双转动单螺杆泵。这种泵结构简单,省掉了减速机构和万向装置,实现了内、外转子同方向高速平稳转动。该泵有4大特点:(1)把现有螺杆泵转子的滚动+绕偏心距摆动的复杂运动简化成绕其中心的纯转动,故噪声小,振动小,离心力小;(2)内、外转子是纯转动,无摆动现象,故动力轴和螺杆之间无需万向装置,内、外转子可制成全金属型,耐温达200℃以上;(3)无需减速机构,电动机可直接与内、外转子对接,使螺杆泵转速由400r/min提高到3500r/min;(4)外转子可以模块化加工。     

单螺杆泵的合理选择与使用

为合理选择单螺杆泵,将螺杆泵抽油井作为一个大的生产系统,把油层、套管、油管、井下螺杆泵机组和井口作为5个子系统,利用系统节点分析法,确定出泵的工作载荷,并根据油井的实际工作参数,对泵特性曲线进行换算。由油井工作参数和单螺杆泵输油特性曲线对比可知,单螺杆泵的特性曲线和油井工作参数配合最好的情况是：油井的工作点应位于泵特性曲线Q0-H0的下面,而且在高效区的开始处。实践证明,采用这种方法选泵,既能保证油井的产量,又能明显地提高单螺杆泵整套装置的效率,还能延长泵的使用寿命。     

旋弦线单螺杆泵的基本理论与实践

从旋弦线单螺杆泵的基本理论出发 ,介绍了旋弦线系列泵的基本方程式、主要参数、受力分析和效率计算公式 ,从理论上揭示旋弦线螺杆泵的性能。旋弦线线型是泛摆线的极限型 ,特征是定子有直母线边 ,螺杆具有反向滑移啮合特性。它的 1∶2结构与普通内摆线 1∶2结构相同。通过系列方程式导出 2∶3结构旋弦线螺杆泵比 1∶2结构单螺杆泵 ,具有螺杆每转排量大、定子单级承压高、泵截面有液压力偶腔、螺杆受力状态好、定子支座反力小等长处。且其效率比 1∶2结构单螺杆泵高 5 %～ 10 %。     

单头单螺杆水力机械共轭线型分析

利用平面啮合理论的齿廓法线法研究了单头单螺杆水力机械螺杆－衬套副的共轭线型特征，并对其几何曲率、啮合线形状和滑动系数等基本特性进行了分析。认为单头单螺杆截面线型是一个偏心距为RG、半径为R的圆，与之共轭的衬套截面线型是由两个半径为R、圆心距为4RG的半圆和两条相距为2R的平行线所组成的光滑封闭曲线。单头单螺杆与衬套共轭线型相互啮合时的啮合线，是一个半径为等距圆半径R的圆，啮合圆圆心位置是变化的。     

单螺杆抽油泵新型试验台

为了对新出厂的单螺杆抽油泵进行快速科学有效的测试,研制了螺杆抽油泵试验台,该试验台由主机、液路系统、电气控制系统及数据采集处理系统等部分组成,可对压力、排量。转速、扭矩、进出口温度及效率等多项性能参数进行自动检测,并自动打印出数据和绘制被测试螺杆抽油泵的特性曲线。一年多的使用表明,该试验台省时、省力,自动化程度高,测试效率和可靠性高,是目前较理想的单螺杆抽油泵测试设备。     

地面驱动螺杆泵采油配套技术及应用

为了方便油井投产和管理,解决抽油机井因油稠、砂卡而不能正常生产及电泵井能耗高的问题,优选了地面驱动螺杆泵开采方式,建立了新技术应用示范区。考虑到原油物性、开采需求等因素,研究出对难采井、长停井、需求大排量井等采用杆柱扶正、泵下加装单流阀、电磁及变频调速控制、工况测试诊断及生产参数优化设计等技术,并将其有机地组合在一起配套使用。现场生产数据分析表明,在示范区使用该配套技术,螺杆泵井能有效延长油井的检泵周期,降低故障发生率,从而有效地降低了油井生产费用。目前,该配套技术在地面驱动螺杆泵井的使用中处于领先水平,适合推广应用。     

SHB62×10／50SH型四活塞水力泵的研制

阐述了试制的ＳＨＢ６２×１０／５０ＳＨ型四活塞水力泵的结构、工作原理、技术特点和主要性能参数的设计，介绍了该型泵在中深井的现场试验情况。结果证明，试制泵具有深抽、降压、增液等优点，在地面操作压力１７ＭＰａ下，该型泵理论扬程可达５０００ｍ，特别适用于我国油田中深井、深井油藏的中后期开采，也能满足我国新疆西部塔里木油田超深井采油的需要。     

双头单螺杆泵参数的确定

分析了双头单螺杆泵与单头螺杆泵的不同特点及其优越性。提出了双头单螺杆泵液压腔、转子、泵排量等参数的设计方法,旨在为设计双头单螺杆泵提供参考。     

螺杆泵及配套工艺在稠油开采中的应用

孤岛油田局部稠油井曾采用挤稠油降粘剂、泵下掺水等工艺，效果不明显。１９９３年对这部分油井采取地层化学处理、地面掺热水降粘与螺杆泵配套使用的采油工艺等措施，使原来大多数生产不正常的油井恢复正常生产，平均单井日产油量由原来的０．７７ｔ增加到６．２３ｔ，检泵周期由原来６２天延长到３５５天，年累计增产原油２．４７０５×１０４ｔ。     

井下单螺杆抽油泵杆柱受力分析与设计

在井下单螺杆抽油泵系统中，抽油杆柱既传递扭矩又承受轴向载荷，其受力状态与常规抽油系统中的抽油杆柱大不相同。对井下单螺杆抽油泵杆柱进行了受力分析，并建立了杆柱设计与计算的力学模型。提出了井下单螺杆抽油泵杆柱设计的原则和在二向应力状态下等强度组合杆柱设计和计算的方法：为降低杆柱摩阻和油液压头损失，应尽量采用小规格的D级抽油杆，在小规格的抽油杆柱的最大工作应力大于抽油杆的许用应力时再选用大一规格的抽油杆。此方法可利用计算机编程进行杆柱设计与计算，其程序简单易行，适用于现场工程设计计算。最后给出了设计与计算实例。