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采购齿轮泵如何选择材质
采购齿轮泵如何选择材质
采购式根据使用情况不同，同时选择材质也不同,最常用的为碳钢、球墨、45#钢、合金钢、铸钢、铜轮、不锈钢，这几种材质最为常见材质。
碳钢齿轮泵一：
属于最为常见的一种材质,通常采用泵体、泵盖、齿轮、轴、压盖、轴套、止推板、安全阀、密封等零部件组成,碳钢材质齿轮泵用量最大,广泛用于石油、化工、筑路等行业,输送介质温度不高于80度,粘度不高于2000cst介质。
球墨齿轮泵二：
属于碳钢升级产品,具有耐磨的优点,广泛用于润滑性质不好的场合,适合用于输送温度不高于150度,粘度不高于2000cst介质。
45#钢齿轮泵三：
采用优质45号钢制造的齿轮泵,一般齿轮均热处理而成,要比球墨材质齿轮泵升了一级,耐磨是45号钢突出的优点,整体采用45号钢输送温度不高于280度,粘度2000cst,主要用于保温齿轮泵、沥青保温泵,输送沥青、树脂、胶水等易结晶类介质。
合金钢齿轮泵四：
合金钢材质一般用于渣油、重油等场合,利用高耐磨合金钢制造,是所以材质的最耐磨一款,输送介质问题不高于200度,粘度不高于2000cst,含有细小颗粒的介质,通常用于筑路场合,增压场合,最好压力4mpa.
铸钢齿轮泵四：
采用铸钢的齿轮泵一般输送导热油最为广泛,优点是代替导热油泵没有自吸能力的特点,适合输送温度不高于320度介质,要求更高可以另行设计。
铜轮齿轮泵或者全铜齿轮泵五：
用于该材质一般输送防爆场合例如：汽油、甲醇、乙醇等场合,突出特点工作中不产生火花,全铜齿轮泵一般用量不大,适合场合就是配套出口胶水设备,比较广泛。
不锈钢齿轮泵六：
不锈钢齿轮泵用量不少,通常适合输送卫生、食品、化工、耐腐耐磨等领域,突出特点具有耐腐、耐磨等介质场合,适合输送介质温度280度,粘度不高于2000cst.
内啮合齿轮泵柒：
根据以上总结,齿轮泵具有输送能力,但是在高粘度介质场合不理想了,输送高粘度介质时,应采用,具有输送粘度不高于30万里斯,温度不高于350度介质,应用包括输送有机酸、脂肪酸、碱性物质、苛性纳、苏打水、聚合物、肥皂、洗发精、动物脂肪、菜油、巧克力以及其他特殊流体。
3RP型凸轮属于回转式容积泵，效率高，寿命长，适于输送温度-30℃～+180℃，粘度30～1.0×105cSt,含有固体颗粒的悬浮液体及具有腐蚀性和卫生性要求高的介质，泵体内部与介质接触的零部件均采用不锈钢材料，并且可以根据介质不同的物理特性，改变泵的转速。
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齿轮泵与螺杆泵哪个更好,使用范围更广
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螺杆泵噪声小，一般用在以下有特殊要求的场合，价格便宜，但是抗污染能力差，所以应用比较广泛，且噪声大，它们各自有各自的优点，效率较高，不是太常用，齿轮泵因为抗污染，但是它的压力和效率都偏低不能说哪个更好的
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螺杆泵井低泵效原因及对策研究
来源： 联系QQ： 作者： 网学
发布时间： 09/06/28
螺杆泵井低泵效原因及对策研究摘 要螺杆泵采油是近些年发展起来的-种先进的采油工艺技术。特别是在开采高粘度、高含砂量和高含气量的原油中，螺杆泵更具有独特的作用。为了将螺杆泵的优势和效能充分发挥出来，必须提高其系统效率。本文以提高螺杆泵的系统效率为目的，概括性地介绍了螺杆泵采油现状、发展趋势、采油原理，将系统总效率、容积效率、扭矩等技术指标综合考虑，结合螺杆泵的工作特性曲线，定性的研究螺杆泵采油系统的工作转速、定子和转子的配合间隙、螺杆泵的下入深度、温度等主要参数与螺杆泵举工作特性的关系。 本文应用二连油田的实际生产数据，计算出螺杆泵井的系统效率。并从理论上定性地分析螺杆泵系统效率的影响因素及其作用机理，结合现场的资料，制定相应的对策，从而最终实现从设计、制造、使用等方面提高螺杆系统效率的目的。
关键词：螺杆泵；系统效率；低泵效；特性曲线&КонспектИзвлечением насоса штанги винта будет недавние леты начинает - технологический прочесс вроде предварительного извлечения.Специально в минируя, высокое содержание песка и в высоком сырой нефти содержания воздуха, насос штанги винта имеет уникально функцию.Индикации польностью превосходство насоса штанги винта, должны увеличить свою эффективность системы.Это взятие статьи увеличивает насос штанги винта эффективность системы как цель, сжато введенная текущему моменту извлечения насоса штанги винта, тенденции развития, принципу извлечения, индексу эффективности системы общих оценк технические данные и так далее общему, объемной эффективности, вращающему моменту, унифицирует насос штанги винта рабочаяарактеристика, через качественно изучения система извлечения насоса штанги винта скорость работы вращательная, статор и зазор допуска ротора, насос штанги винта вниз входит в глубину, температуру и так далее главным образом параметр и насос штанги винта поднимает рабочие отношения фактора. Эта статья прикладывает второе нефтянное месторождение компании фактические данные по продукции, высчитывает добро насоса штанги винта эффективность системы.И теоретически качественный анализ и понимая эффективность насосной системы штанги винта влияют на фактор и эти влияют на механизм действия фактора, унифицируют место материал, формулируют соответствуя противосредства, таким образом окончательно осуществляют от аспектов и так далее конструируют, изготовляют, польза увеличивают эффективность системы штанги винта цель.
Ключевое слово: насос штанги винта; эффективность системы; низкая эффективность насоса; характерная кривый226&螺杆泵井低泵效原因及对策研究|气田试井论文|免费论文目 录 第1章 绪 论&11.1 螺杆泵采油技术发展过程&11.2 螺杆泵采油的优缺点&21.3 国内外应用现状及发展趋势&31.4 本文主要内容&4第2章 螺杆泵的工作原理&52.1 螺杆泵主要组成&52.2 螺杆泵采油的工作原理&7第3章 螺杆泵采油工作特性分析&93.1 螺杆泵的基本参数的确定&93.2 螺杆泵工作特征曲线及其影响因素&11第4章 螺杆泵采油系统效率分析&164.1 螺杆泵采油的系统效率的计算方法&164.2 实例计算&184.3 影响螺杆泵采油系统效率的因素&20第5章 影响螺杆泵井泵效原因及对策&215.1 螺杆泵井杆管磨损原因分析及治理措施&215.2 螺杆泵定子橡胶溶胀对容积效率的影响及对策&265.3 气锚对螺杆泵泵效影响的分析&31结 论&37参考文献&38致 谢&39&第1章 绪 论1.1 螺杆泵采油技术发展过程作为一种新型的机械采油方式――螺杆泵采油已经有了较长的发展历史，20世纪20年代中期法国人勒内•莫依诺发明设计出这种泵[1]，30年代初期，莫依诺原理获得专利权，很快便有很多公司开始生产螺杆泵。在随后的几十年内，法国的PCM、英国的moynrr泵有限责任公司、美国的KQ15&Myers公司以及一些其它公司都在生产这种螺杆泵，并在许多工业领域得到了广泛应用，同时也在石油工业的地面传输设备中得到了应用。80年代初期，螺杆泵被用作石油工业中的人工举升设备，美国的Kois&Myers公司是首批采油螺杆泵的制造商，他们把螺杆泵作为一种代替常规举升工艺的替代技术推向市场。我国从80年代中期将螺杆泵引入到油田生产当中，1986年大庆油田从加拿大Griffin公司引进螺杆泵在油田试用，从此，国内厂家便开始了较系统地研制井下采油螺杆泵的工作。目前，井下采油螺杆泵大致可分为以下三种结构形式[2]：（1）地面驱动采油螺杆泵。它是井下采油螺杆泵中最简单的结构形式，也是国内外井下采油螺杆泵采用的主要结构形式，其主要的特点是螺杆泵在井下，而提供动力的装置在地面之上，二者之间由抽油杆联系起来。由于是利用抽油杆传递螺杆泵所需要的扭矩，因此在大排量情况下很难实现深井采油。为地面驱动单螺杆泵提供动力的装置是驱动头。驱动头所需的动力主要由电动机或者液压马达提供。由电动机作动力的驱动头，有的采用变频调速，有的利用胶带和减速器共同调速，还有的直接利用减速器调速。利用液压马达作动力调节螺杆泵的转速非常方便。（2）电动潜油单螺杆泵。它的最大特点是螺杆泵和驱动其工作的电机都处于地下，因而不需要抽油杆传递动力，特别适合于深井、斜井和水平井采油作业。较早开展这种泵研究工作的是前苏联和法国，近年来，美国等发达国家也开始重视电动潜油螺杆泵的开发，并在多砂、高粘深井、定向井、水平井中采用，取得了很好的效果，在某些情况下，电动潜油螺杆泵的使用寿命甚至比电动潜油离心泵高5倍。电动潜油螺杆泵寿命的提高，大大降低了采油成本，使一些原来经济上无开采价值的油井有了良好的效益。电动潜油螺杆泵由螺杆泵、柔性轴、装有轴承的密封短节、齿轮减速器和潜油电动机等组成。（3）单螺杆液动机―单螺杆泵装置。这种装置将地面动力液送入井下的顶部螺杆衬套副中，以顶部螺杆衬套副作为动力，驱动底部螺杆衬套副旋转，由底部螺杆衬套副作为泵来实现采油作业。1.2 螺杆泵采油的优缺点螺杆泵采油系统与其它机械采油设备相比，具有以下优点:（1）泵效高。螺杆泵容效率高，一般在70%-90%普通抽油泵泵效为30%-60%，电潜泵泵效为40%-50%螺杆泵是现有采油机械设备中能耗最小、泵效较高的泵种之一。（2）节省投资。螺杆泵与电潜泵、水力活塞泵和游梁式抽油机相比，由于其结构简单，地面设备易拆卸且维修方便，是探井、试采和试油的首选抽油方式。螺杆泵运行平稳，电流波动比抽油机小，而且运行电流也比抽油机小，节电效果明显，能提高电网稳定性。（3）地面装置结构简单，安装方便。可直接坐在井口套管四通上，占地面积小，除原井口外，几乎不另占面积，可以很方便地罩上一个防盗井口房。（4）适应粘度范围广，可以举升稠油。一般来说，螺杆泵适合于粘度为8000mPa.s(50℃)以下的各种原油流体，因此多数稠油井都可以应用。（5）适应高含砂井。理论上看，螺杆泵可输送含砂量达80%的砂浆。在原油含砂量高，最大含砂量达40%(除砂埋之外)的情况下螺杆泵可正常生产。（6）适应高含气井。螺杆泵不会气锁，故较适合于油气混输，但井下泵入口的游离气体会占据一定的泵容积。（7）适应于海上油田从式井组和水平井。螺杆泵可下在斜直井段，而且设备占地面积小，因此适合海上油田丛式井组甚至水平井的采油井使用。（8）允许井口有较高回压。在保证正常抽油生产情况下，井口回压应控制在1.5MPa以内或更高，因此对边远井集输很有利。&&& （9）较强的恢复工作能力。当发动机或电动机停转时，在某些情况下，砂沉积在泵的上部。与有杆泵比较，螺杆泵有更大的可能恢复工作。（10）无污染，噪声小。螺杆泵是由电动机带动的. 嗓声比抽油机低很多，特别适合于生活区或人口密集区的油井使用。（1l）操作方便，便于管理。螺杆泵结构简单，操作安全可靠，并且运动件少，便于生产管理，一般只要定时对减速箱加润滑油和井口加盘根就能保证油井正常生产，减轻工人的劳动强度。虽然螺杆泵采油具有很多优点，但在某些方面也存在一定的不足:（1）定子容易损坏。这就使检泵次数较多，而且每次检泵，必须起下管柱，增加了检泵费用。（2）泵需要流体润滑。如果只靠极低粘度的液体润滑而工作，则泵过热将会引起定子弹性体老化，甚至烧毁。（3）定子橡胶不适合在注入蒸气井中应用。（4）螺杆泵不允许空转，空转可导致泵报废。（5）虽然操作简单，但操作人员不经适当操作训练，操作不正确，也会造成泵的损坏。（6）螺杆泵与有杆泵比较，总压头较小。目前多数现场应用是在井深1000m左右，批量生产的螺杆泵装置压头都比较低。对高压头泵正在试验，但是，当下泵深度大于2000m时，扭矩大，杆断脱率较高，使井下工作量增大，技术还不过关。综上所述 ，螺杆泵采油技术也和其它举升方法一样，都有其优缺点和适用条件，各油田可根据开发区块的实际情况进行选择。1.3 国内外应用现状及发展趋势1.3.1 国内外研究现状对于螺杆泵举升性能的研究，国内外有诸多的文献介绍[3][4][5]，主要集中在螺杆泵制造水平的提高，侧重于制造的研究。另外，提高定子橡胶的性能，从而降低其溶胀的程度，延长检泵周期也是该领域研究的热点。目前国外的螺杆泵制造水平要比国内高，其定子橡胶的性能也优于国内。由于橡胶的溶胀特性很难改变，所以为了提高螺杆泵的举升性能，使其工作在高效区的时间延长，通过提高螺杆泵的转速的方法，可以把螺杆泵定子转子的间隙适当加大。目前螺杆泵采油技术在国外的应用范围如下：（1）扬程可达到3000m；（2）排量可达到1000m3/d；（3）覆盖大多数的油品（稀油、稠油、含砂、高气油比、高含水等）；（4）井温可达到140℃；（5）直井、定向井、水平井及多分支井等多种复杂结构井。在国内，对螺杆泵的研究起步较晚，目前各大油田对螺杆泵的应用大都处在试验阶段。与国外同类螺杆泵相比，我国在设计技术和制造技术上都有差距，为了尽快追赶国际先进设计和制造技术的发展趋势，使我国螺杆泵技术和产品质量早日达到国际发达国家的水平，开展如何提高螺杆泵的工作性能和使用寿命的研究，具有重要的现实意义。目前，在国内螺杆泵已达到的应用范围如下：（1）扬程可达到1800m；（2）排量可达到240m3/d；（3）油品性质（稠油、含砂、高含水、聚合物驱采油井等）；（4）井温可达到120℃；（5）直井；&& （6）斜度不大于30度的斜井。1.3.2 发展趋势井下采油单螺杆泵主要朝着增大螺杆泵的下井深度，加大螺杆泵的排量，延长螺杆泵的使用寿命和拓宽螺杆泵的使用范围等方向发展。为此，国内外螺杆泵生产厂家在以下几个方面进行了大量的研究工作[6]。（1）开发适应不同工况下的定子衬套材料，使其在恶劣工作条件下能具有良好的机械性能；（2）研制抗磨抗腐蚀的转子材料，降低设备的使用成本；（3）优选更合理的结构参数；（4）完善配套工具，主要包括：①防止螺杆泵抽空的液面控制装置；②抽油杆导向器或抽油杆扶正器，以减少抽油杆与油管之间的磨损；③可调速驱动系统；④防止油管倒扣装置或者固定锚，以保证油管联接处于正常工作状态；⑤液压速度限制器，以释放停泵时抽油杆储藏的能量；（5）为适应深井、斜井和水平井采油作业的要求，近年来，国外的螺杆泵生产厂家非常重视电动潜油螺杆泵的开发，并取得了较好的应用效果。1.4 本文主要内容螺杆泵采油是近些年发展起来的一种先进的采油工艺技术，因其质量轻、尺寸小、地面设备简单、适应粘度范围广、投资费用低、管理简便、排量调节方便、节能效果好等优点，受到了人们的日益关注，并在油田逐步得到广泛的推广和使用。但是在应用的过程中，螺杆泵低泵效的愈来愈突出，限制了螺杆泵的推广。为了螺杆泵提高螺杆泵的工作效率，保障设备安全、可靠、有效地工作，提高螺杆泵井科学管理水平，有必要开展螺杆泵低泵效原因及其对策的研究。&&& 本文以螺杆泵的效率为研究对象，以提高螺杆泵的泵效为目的，以理论研究为主要手段。针对螺杆泵的使用工况，将系统总效率、容积效率、扭矩等技术指标综合考虑，通过定性和定量的研究螺杆泵举升系统的杆管磨损、定子橡胶溶胀、气锚与螺杆泵系统效率的关系，结合实际的生产数据，分析螺杆泵低泵效的原因，最后提出了提高泵效的对策，从而最终实现从设计、制造、使用等方面提高螺杆泵泵效的目的。&螺杆泵井低泵效原因及对策研究|气田试井论文|免费论文第2章 螺杆泵的工作原理2.1 螺杆泵主要组成在整个螺杆泵采油系统中，地面驱动发展较早、也比较成熟，但是井下驱动避免了地面驱动扭矩的损失、设备也比较少，具有较高的采油效率，国内正处于试验阶段，国内各油田现用的螺杆泵采油系统，一般都选取地面驱动方式[7]。地面驱动螺杆泵采油系统见图2-1，主要由地面设备和井下设备组成。井下设备有螺杆泵和锚定工具；地面设备主要有驱动头、动力设备及井口。动力源将动力传递给驱动头，再通过驱动头减速后，由方卡子将动力传递给光杆，再经与光杆连接的抽油杆柱将动力直接传至螺杆泵。螺杆泵举升的原油沿抽油杆与油管的环形空间上升到井口，由于井口上端有一盘根盒密封，使原油进入输油管线。1-动力系统；2-转盘；3-三通；4-地面管线；5-井口；6-计量站；7-动液面；8-抽油杆；9-油管；10-抽油杆扶正器；11-螺杆泵；12-油层图2-1 地面驱动螺杆泵系统组成
&& （1）地面驱动设备①驱动头。驱动头是地面的一个主要减速装置，它将动力源的高速旋转降低到适合螺杆泵及抽油杆的转速，一般为150―500r/min，目前应用的驱动的驱动头的结构形式主要有偏置式、平衡式、一体式电机和电机直接驱动四种。②光杆连接方式。驱动装置通过光杆与井底抽油杆相连接，光杆表面较光滑，是一个一端带螺纹的抽油杆短节，上端穿过驱动头的轴套孔，通过方卡子与轴套连接， 下端与井底的抽油杆螺纹相连接。驱动装置下部安装密封盘根盒，密封住旋转的光杆。杆柱负荷通过光杆传递给驱动装置，负荷由井口承受。这种光杆主要传递动力，称为动力光杆。还有一种光杆不传递动力，主要用来密封，动力通过驱动装置的轴套传递给抽油杆，光杆放在轴套内，通过静密封胶圈封住环空油液。③动力源。螺杆泵采油系统常用的动力源包括电机、柴油机、拖拉机、液压马达等，其中最常见的是：a.电机通过皮带轮将动力传至驱动装置，操作方便，易于管理，是应用最广泛的一种。b.柴油机通过皮带将动力传给驱动装置，这种方式可用在无电网的地区，但相应增加部分管理费用，在国内有些油田采用。c.拖拉机尾部连接一变速箱，通过十字轴将动力传给驱动装置，这种方式比较适合那些低丰度油田的间歇抽油，不设置电网、管网，可大幅度降低投资，是低产油田开采的比较理想方式，目前正在推广之中。d.采用液压传动提供动力，较适用低产油田间歇采油，目前正在试验之中。④驱动装置与井口的主要连接方式a.驱动头法兰盘与井口法兰连接是目前应用最多的一种，驱动头下部有一个法兰盘，尺寸与采油树井口法兰相配合。b.井口卡箍头连接驱动头下部卡箍头。c.高架式是特制一个架子装在驱动头底部与井口连接。⑤皮带张紧调节方式。一般有两种方式：a.采用张紧轮调整。在驱动头壳体上安装一个张紧轮，通过压紧张紧轮增大皮带包角。b.通过增加皮带轮中心矩来调整。电机座架与驱动头壳体连接，机架有两个环形槽，通过螺栓紧固在壳体上，松开螺栓，即可将架座向外移动，这样就可增加两皮带轮的距离，从而达到张紧的目的。⑥更换皮带轮调速。通常螺杆泵驱动装置可设计几个转速，配备几个调速皮带轮，在新井投产时由于地层压力高，供液能力强，可采用较高的转速，经过一段时间后，调整转速，以免产生抽空现象。所以电机提供动力的螺杆泵多采用更换皮带轮调节转速。拖拉机间歇采油装置通过拖拉机尾部的变速箱来调节转速。⑦井口密封。螺杆泵井口密封特殊情况下短期最大压力应达到10MPa。⑧防反转机构。螺杆泵在运转一段时间后，井下抽油杆积累了一部分能量，另由于抽油杆与油管内与油套环空液面的高度差造成螺杆泵象液压马达那样反转，在螺杆泵停机时，抽油杆将高速反转，若不加以限制，由于惯性作用势必会造成抽油杆脱扣，所以必须在螺杆泵驱动装置上设计防反转机构。⑨轴向载荷。轴向载荷与抽油杆深度成正比，与泵的尺寸、举升压差有关。&&& （2）井下泵井下泵包括定子与转子。①定子。螺杆泵定子是由橡胶衬套浇铸粘接在刚体外套内形成的。衬套的内表面是双螺旋曲面，它与螺杆泵转子相配合。转子在定子内转动，实现抽吸功能。②转子。螺杆泵转子是由合金钢调质后经防磨处理的。每一截面都为圆的单螺杆。采油螺杆泵单级举升扬程一般不超过70m水柱，即单级最大工作压力不超过0.7MPa。单级工作压差主要是靠定子、转子的过盈来实现的。过盈越大，单级工作压差越大，转子扭矩越大。过盈越小，单级工作压差越小。所以螺杆泵定子、转子间的过盈应该选合力值。&&& （3）井下配套工具①防转锚。它保证定子、转子间相对运动的实现，它位于螺杆泵定子的下端，与定子连接。当油管受正转力矩时，牙块伸出，与套管咬死，阻止油管正转；当油管受到反转力矩时，牙块缩回，与套管松开，油管反转。在螺杆泵正常运转抽油时，转子正转，摩擦使定子受到一个正转力矩，有了防转锚，阻止油管正转，保证定子、转子间相对运动的实现。②防脱器。下泵过程是先将定子下井之后再下转子，当将转子下入定子时，由于转子外形为螺旋线，要发生旋转，转子跟抽油杆连接在一起，若抽油杆不转势必会造成抽油杆的脱扣。防脱器装在抽油杆与转子之间。当转子正向转动时，防脱器跟着转子转动，而上部的抽油杆则静止不动，可防止脱扣现象的发生。③扶正器。油管扶正器和抽油杆扶正器。油管扶正器主要是防止螺杆泵振动，抽油杆扶正器防止抽油杆磨油管，使抽油杆在油管内居中，减少杆、管的磨损。 2.2 螺杆泵采油的工作原理螺杆泵利用动力驱动潜油螺杆泵采油系统，用旋转运动实现抽油。螺杆泵是最简单的活塞泵，仅由转子和定子组成，转子是通过精加工、表面镀铬的高强度螺杆；定子就是泵筒，是由一种坚固、耐油、抗腐蚀的合成橡胶精磨成型，然后被永久地粘接在钢壳体内而成。螺杆泵是一种螺杆齿轮泵，其多波瓣结构在泥浆上用得较多。转子实际上是一根螺旋杆，它与螺杆内定子啮合而形成空腔，当螺旋杆(螺杆)转动时，空腔随之向上移动。空腔的密封是靠金属转子与由弹性材料浇铸而成的定子间的干扰配合。螺杆泵工作过程中空腔的形状和几何尺寸都不发生变化，所以它是一种极好的稠油抽油方式。当转子在定子中旋转时，由于定子比转子多一条螺旋线，所以，在转子与定子之间形成了许多密封腔。这些密封腔随着转子的旋转而不断变换位置，并呈周期性的变化，且转子沿着自己轴线旋转的同时，双平行定子轴线绕定子轴线沿一定半径的圆周运动，从而将井内的液体由底部密封腔逐级向顶部密封腔推移，并且逐级提高压力，即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室，当转子转动时，封闭空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。封闭腔在排出端消失，空腔内的原油也就随之由吸入端均匀地挤到排出端。同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。这样，封闭空腔不断地形成、运移和消失，原油便不断地充满、挤压和排出，从而把井中的原油不断地吸入，通过油管举升到井口。如图2-2所示。
1―电控箱& 2―电机& 3―皮带& 4―方卡子& 5―减速箱& 6―压力表& 7―专用井口& 8―抽油杆& 9―抽油杆扶正器&& 10―油管扶正器 11―油管&&& 12―螺杆泵&& 13―套管&& 14―定位销 15―油管防脱装置&& 16―筛管& 17―死堵& 18―油层图2-2& 螺杆泵采油示意图&螺杆泵井低泵效原因及对策研究第3章 螺杆泵采油工作特性分析3.1 螺杆泵的基本参数的确定3.1.1 泵的理论排量泵的每转排量为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-1）则泵的理论排量为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-2） && 式中&&& ――泵的理论排量，m3/d；&――螺杆的偏心距，m；&――螺杆的转速，r/min；&――螺杆截面的直径， m；&――衬套的导程， m；&――螺杆的螺距，m。螺杆泵的实际排量为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-3）式中&& ――泵的实际排量m3/d；&――容积效率。3.1.2 泵的容积效率&泵的实际排量 与理论排量 的比值，称为泵的容积效率，记作 ，用公式表达为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-4）泵的容积效率实质上是一个排量系数，它与泵的扬程、转子与定子间配合的过盈量、转子的转速以及举升液体的粘度等参数有关，是一个多变量函数。因此，目前泵的容积效率多用回归分析方法求其具体的表达式。3.1.3 泵的扭矩由于螺杆泵的吸入端和排出端存在压差，所以螺杆-衬套副中的液体将对螺杆施加力的作用。同时，定、转子间存在过盈量，将会使定、转子间产生磨擦阻力扭矩。3.1.3.1 转子的有功扭矩螺杆-衬套副将机械能转换为液体的压能，若不考虑损失，则由能量转换关系可得：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-8）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-9）式中&& ――转子的工作扭矩，N m；&&&&&& ――螺杆泵吸入端的压差，Pa。3.1.3.2 定子与转子间的磨擦扭矩由于螺杆泵定子与转子间存在过盈量，因此，当转子在定子内转动时，定子与转子间就产生磨擦。定子对转子施加磨擦扭矩的作用，其磨擦扭矩 计算式为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-10）式中&& ――定子与转子间的磨擦扭矩，N m；&&&&&& ――定子与转子间的磨擦系数；&――定子衬套橡胶的刚度，N/m；&――衬套橡胶在井下条件的胀容量，m；&――衬套橡胶的初使过盈量，m。3.1.3.3 启动扭矩螺杆泵的空载运转达扭矩一般很小，但长时间静止的螺杆泵启动时需要的扭矩却非常大，为空载运转进扭矩的20-30倍，为满载工作时扭矩的2-3倍。启动扭矩的大小，与螺杆泵密封线的长度、定转子间的过盈量以及橡胶的硬度和工作压力有关，还与静止时间长短以及磨擦面的粗糙度有关。级数越多、粗糙度越大、橡胶硬度越高，以及定、转子间过盈量越大、泵的工作压力越高，泵的启动扭矩也就越大。从使用的角度出发，就应该尽量减少泵在长时间静止后启动；从设计制造的角度出发，应适当降低橡胶的硬度和过盈量，关选用使转子和定子橡胶磨擦系数较小的涂渡材料。同时，降低转子和定子表面粗糙度也是十分重要的。3.2 螺杆泵工作特征曲线及其影响因素3.2.1 螺杆泵工作特性曲线[8]螺杆泵工作特征曲线是反映螺杆泵容积效率、扭矩、系统效率与举升高度之间的关系曲线，也可称作螺杆泵的外特性曲线，它可以通过在室内检测试验装置上，模拟井下工况而得到。螺杆泵工作特征曲线有三条曲线组成（如图3-1所示）：①容积效率（ ）曲线――容积效率与扬程（ ）的关系曲线；②扭矩（ ）曲线――转子扭矩与扬程（ ）的关系曲线；③系统效率（ ）曲线――系统效率与扬程（ ）的关系曲线。
&图3-1 螺杆泵工作特性曲线
3.2.2 螺杆泵工作特性的影响因素影响螺杆泵特性因素很多，这里对定转子自身的过盈量、转子的转速和转子直径、导程和部分外界因素进行分析。3.2.2.1 螺杆泵自身因素分析（1）过盈量的影响。螺杆泵的工作原理决定了要保证一定的泵效，就必须使用定、转子表面的接触线保持充分密封，而密封的程度取决于转子与定子间的过盈量。因此，过盈量的大小直接影响泵效的高低。不同的过盈量容积效率差别很大，因而将严重影响泵的系统效率。一方面，过盈量大可获得较高的泵效，但是抽油杆的扭矩增加，易出现油管、抽油杆断脱现象，并且定子橡胶磨损加剧，影响泵的寿命；另一方面，过盈量不虽然不易出现上述问题，但泵的容积效率过低，将降低泵的系统效率。因此，要对过盈量进行全理的选择。所谓合理的过盈量，就是在能够保证一定的举升压力和容积效率条件下的过盈量值。（2）转子转速的影响。螺杆泵转速对螺杆泵抽油系统影响较大，提高螺杆泵的转速有其有利的地方，也有不利的地方。提高螺杆泵转速的有利因素：&①螺杆泵转速越高，泵效越高。螺杆泵的工作特性，有柱塞泵硬特性的特点，也有离心泵软特性的特点。特别是在泵漏失比较严重，其它条件不允许的情况下，提高泵转速可以提高泵效。②螺杆泵转速越高，泵的举升压头越高。正常情况下，螺杆泵的压头与泵的级数和单级承压能力有关。泵的级数越多，单级承压能力越大，泵的举升压杀越大。提高单级承压能力，必须增加泵的过盈量，这样会增加摩阻，降低螺杆泵抽油系统效率。而通过提高泵的转速可以提高泵的压头，在泵的举升压头不够时或潜力较小时，可通过提高泵的转速提高泵的压头。③泵的转速越高，泵的理论排量越大。但是，转速越高，抽油杆的离心力就越大，抽油杆的弯曲震动就越严重，抽油杆接箍与油管内壁的摩擦力也就随之增大，同时，举升高度也将因沿程损失的增加和定子橡胶磨损的加速而下降。因此转子转速也不宜过高。一般国外推荐200-400r/min。国内油田多数用在100-300r/min。视具体情况而定，若压头、泵效太低时，大泵浅油井排量不够时，泵的举升压头较小时，可适当提高泵的转速（250-350r/min），深井、小排量、低含水供液不足井应选用60-150r/min，④在压头相同、排量相同的条件下，高转速扭矩小。提高螺杆泵转速的不利因素：①螺杆泵转速越高，增加螺杆泵定转子的磨损。②转速越高，单位长度内定转子间的生热量越大，引起橡胶热胀，定转子之间的扭矩增加，整个抽油系统的负荷上升。③螺杆泵转速大，抽油系统抽油杆与油管的摩擦力增大，加剧油管、抽油杆的磨损。④螺杆泵转速提高，杆管系统受力的疲劳程度增加。地面驱动装置受力条件&螺杆泵井低泵效原因及对策研究变差，电机功率变大。（3）驱动螺杆泵抽油的合理电机功率。驱动螺杆泵电机功率的配备除考虑正常条件外，还应考虑特殊条件下的需要。①电机驱动功率应考虑螺杆泵光杆所需实际功率，也就是正常工作时的功率。②一般电机的启动电流是电机正常电流的三倍，为了保证在电机启动时不烧电机，应留有保险系数。③螺杆泵停泵，用防反转制动，扭矩不释放，再启动电机时，实际是满载启动，这时启动扭矩较大。考虑上述因素后，电机功率不能取太小，以免特殊情况时会烧电机。若选择电机过大，电机在工作时利用率太低，电机效率低。另外，油井启抽时多数泵抽压差较小，负荷较小，综合各种因素考虑，选择电机功率应是正常工作时功率的1.5-2倍。（4）合理沉没度的确定。螺杆泵抽油沉没度是螺杆泵抽油系统的一个重要参数，沉没度过高，影响油井产量。若控制的过低，影响泵的吸入状况，使泵效降低。螺杆泵定子橡胶发热，定、转子间的摩阻增大，使抽油系统工况变差，螺杆泵定子破坏加快。因此在抽油过程中，必须控制好泵的沉没度。泵的沉没能力计算式为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-11）式中&& 、 ――套管压力、泵吸入口处的沉没压力，MPa；&&&&&& ――泵吸入口到动液面的深度，m；&――环空动液面到泵吸入口处流体的重度 N/m3。正常情况下， MPa较好， MPa。若 过大，由于测试误差，可能导致 趋于零。由于动液面测试误差较大， 也不能过小。根据测试的推确程度，适当将 提高一点。（5）螺杆泵的合理压头。泵的压头是螺杆泵抽油系统正常运行的最基本参数，它是维持螺杆泵能否正常运转的关键指标。若螺杆泵的压头低于油井所需压头，油井不能生产。①螺杆泵的压头，由单级承压能力和级数决定，由水力特性曲线可以查出，但在油田应用中，抽吸介质的粘度、螺杆泵有效的工作级数、螺杆泵单级承压能力等都是影响螺杆泵工作压头的因素。②举升流体所需压头为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-12）式中&& ――泵的压头，MPa；&――泵的出口压力，MPa；&――泵的入口压力，MPa。③螺杆泵举升的剩余压力为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3-13）式中&& ――是泵在正常抽吸过程中的螺杆泵零排量压头与所剩余压力，MPa；&――是螺杆泵零排量时的压头，MPa。3.2.2.2 外界因素分析（1）油井出砂的影响。油井在生产过程中，大部分井出砂。虽然螺杆泵对含砂有较好的适应性，但在连续不断的运转中，带砂液体通过螺杆泵空腔可将砂粒带走，此时砂粒对定子和转子长期磨损。①油井出砂加快螺杆泵定、转子的磨损，使螺杆泵过早漏失，压头下降。定、转子之间的摩擦扭矩增加，易出现断杆，使驱动头负荷增大。②油井出砂严重，长期不冲砂会埋泵吸入口，造成螺杆泵供液不足，使油井液面上升、油井产量下降。油管流体不流动，油管流体中含砂下沉，堆在泵出口处，易卡泵，使电流增大，主要危害是易烧泵。③油井出的部分砂镶嵌在定子橡胶中，使橡胶表面破裂。镶嵌的砂粒越来越多，橡胶弹性过早失效，使螺杆泵定子橡胶过早破坏，压头降低，漏失量增加。④油井出砂在螺杆泵停泵时，油管内流体停止流动，流体含砂下沉。停泵后再次启抽时，易出现卡泵，易使抽油杆、地面驱动系统破坏:沉砂易堵塞油管流体，形成憋泵现象，易出现破坏地面系统及烧泵现象。（2）油井结蜡的影响 。一般原油含有石蜡质、胶质、沥青质，只是不同油井含蜡量不同。在原油从井底通过螺杆泵沿油管举升到地面的过程中，原油的温度随地层温度降低而降低。当蜡质达到结蜡温度时，蜡质从油液中析出，并粘结在油管壁和抽油杆上。①井口、地面管线结蜡，使井口回压增大，增大泵的实际压头。②泵出口以上结蜡，不但会有上述的危害，还会使油管沿程损失增大，抽油杆旋转磨阻增大，抽油杆及地面驱动系统负荷增大，使产量降低，增加事故率。该部位结蜡，除上述影响外，泵的抽吸状况变差。③泵吸入口以下结蜡，影响更严重，除上述影响外，泵吸入状况变差，液面上升，产液下降，严重时造成供液不足、泵效降低、易烧泵。④预防油井结蜡，是保证螺杆泵采油井长期正常运转的主要途径之一。因此要制定合理的洗井周期，保证洗井彻底，同时也可以对油井定期加药防止结蜡。（3）游离气对螺杆泵采油的影响。螺杆泵抽油，由于进、排液都是连续进行，不会发生气锁现象，能够适应于相对气液比较高的油井。正常抽油时气液比越高，泵效就越低。造成产液量波动或产量下降。如果气液比过高，将有大量气体进入泵内，对定子橡胶造成气浸溶胀，增加摩擦扭矩后，产生大量热又不易被含气量较高的气体带走，引起泵温升高；同时引起定转子得不到充分润滑，易损坏定子和转子。（4）泵深的影响。一般下泵越深，要求的举升压头越大，同时管柱及杆柱受力越大，对杆、管的强度要求也越高。要求泵定子和转子不但要有足够的刚度，还要提高泵定子的承压能力，保证密封不漏失。同样的单级承压能力，泵越深要求泵的级数越多；同样级数要求单级承压能力越大，对定子橡胶的耐温要求也高；下泵越深，地层温度越高，对定子橡胶影响越大。（5）温度的影响。目前多数螺杆泵定子橡胶的耐温能力达到80℃以上。高温橡胶，耐温可超过1200℃以上。若地层温度超过橡胶的许用温度，定子橡胶会加快损坏，降低螺杆泵的性能指标，大大降低使用寿命。橡胶温度越高，定、转子间的摩擦力增加量也越大，使系统工况变差，井温高对螺杆泵有好的一面，也有坏的一面。螺杆泵不工作时，允许的温度偏高，螺杆泵在工作过程中不允许存在超过定子橡胶许用的温度。下泵后，螺杆泵定子橡胶温度变化是一个重要因素，不容忽视。除了上述因素以外，还应注意粘度的影响。一方面，粘度增加使得漏失量减小，有利于提高泵的容积效率和系统效率；另一方面，粘度的增加将使流动阻力增大而降低泵的充满程度和举升高度，泵的容积效率和系统效率也随之降低。同时，泵的磨擦增大将增加阻力扭矩。因此，在实际应用中，应注意粘度的影响。&& 从以上分析可知，影响泵的工作特性的因素很多，只有更好了解泵的工作原理、特性，分析各种可能的情况，才能制定出符合油田的工作参数，提高油田的经济效益&螺杆泵井低泵效原因及对策研究|气田试井论文|免费论文第4章 螺杆泵采油系统效率分析4.1 螺杆泵采油的系统效率的计算方法螺杆泵抽油系统的有效功率与输入功率的比值为螺杆泵井的系统效率[9]，即&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-1）式中&& ――为电动机的输入功率，kW；&――为有效功率，即在一定的扬程下，将一定排量的井下液体举升到地面所需要的功率，又叫水功率 ，kW。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-2）式中&& ――为泵扬程，m；&――为日产液量，t/d；&――为动液面，m；&――为油压，MPa；&――为套压，MPa。根据螺杆泵采油系统工作特点，以盘根盒为界将其效率分为2部分，即地面效率和井下效率&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-3）式中&& ――为光杆功率，kW。4.1.1 地面效率地面部分的能量损失发生在电动机、减速箱和皮带中，因此有&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-4）式中&& ――为电机效率；&――为减速箱和皮带的效率。　& （1）电机效率&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-5）电机损失随输出功率 的减小而减小，可由(4-4)式求得&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-6）式中&& ――为空载时的有功损耗，kW；&――为额定效率；&――为额定功率，kW；&――为负载率。电动机的损耗可以分为基本铜耗、基本铁心损耗、风摩损耗和杂散损耗。　（2）减速箱和皮带的效率　平衡式螺杆泵地面驱动头用一对皮带轮一级减速将动力传给减速箱，减速箱内有1对直齿轮，再次减速。箱体内2根轴呈平行分布。皮带传动将电机的输出动力传递给减速箱。减速箱除了具有传递动力的作用外，还将承受抽油杆的轴向负荷。皮带的传动效率可以高达98%，即其传动损失仅2%。1对齿轮传递功率损失约为2%。4.1.2 井下效率井下部分的能量损失在抽油杆、螺杆泵和管柱中，因此&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-7）式中&& ――为抽油杆效率；&――为螺杆泵效率；&――为管柱效率。（1）抽油杆效率&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-8）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-9）式中&& ――为泵排出口功率，kW；&――为杆液之间摩擦损失功率，kW；&――为杆管之间的摩擦扭矩，kN•m；&――为杆柱角速度，rad/s。（2）螺杆泵效率& 螺杆泵效率包括容积效率和机械效率2部分，分别如下。容积效率&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-10）机械效率&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-11）螺杆泵效率&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （4-12）式中&& ――为泵理论排量，m3/d；&――为泵实际排量，m3/d；&――为泵出口和吸入口压差，MPa；&――为泵轴力矩，N•m；&――为泵轴转速，r/min。（3）管柱效率　由于在现场螺杆泵一般采用油管锚锚定，所以该项效率可以认为是1。4.2 实例计算 根据以上计算方法，对二连油田的螺杆泵井进行系统分析，生产数据在表4-1，分析结果在表4-2，分析表明，影响二连螺杆泵井系统效率的主要因素为抽汲参数偏小、供排不协调以及电动机配置过大等因素引起的。&表4-1 二连油田的实际生产数据井号&电机额定功率/ kW&有功功率/ kW&日产液/t&动液面/m2&扭矩/N•m&转速/r•min-1M6-10&22.0&6.4&24.0&147&233.6&105.2h4-5&15.0&7.1&11.3&456&323.2&92.3M4-4&18.5&5.8&13.0&205&203.8&106.1h13-218&15.0&11.1&21.0&250&690.5&108.0h8-16&15.0&8.4&8.9&460&398.5&102.2M11-212&7.5&5.5&15.0&102&75.9&159.3M12-12&18.5&6.3&8.8&110&136.3&167.5M11-217&15.0&5.3&16.0&214&84.6&175.9M6-6&15.0&5.2&5.8&61&105.8&105.9M7-17&18.5&6.7&20.0&15&93.03&202.7
表4-2 系统效率分析的计算结果井号&计　算　值/%&&M6-10&9.91&24.78&40.0&47.91&51.73&80.2&64.5h4-5&8.4&19.16&44.0&39.05&49.07&72.3&67.9M4-4&7.11&18.23&39.0&46.08&39.56&70.9&55.7h13-218&5.53&7.87&70.2&17.15&45.88&71.3&64.6h8-16&5.46&10.83&50.4&33.86&31.98&45.4&70.5M11-212&4.73&20.46&23.1&70.80&28.91&82.2&35.2M12-12&2.36&7.86&30.0&53.11&14.81&31.3&47.3M11-217&8.93&30.18&29.6&69.46&43.45&163.1&27.9M6-6&1.75&7.77&22.5&46.20&16.82&51.2&32.9M7-17&1.57&5.33&29.6&28.60&18.52&92.3&20.1&螺杆泵井低泵效原因及对策研究&影响螺杆泵采油系统效率的因素影响螺杆泵采油系统效率的因素很多， 本文只对螺杆泵井杆管磨损、螺杆泵定子橡胶溶胀以及气锚对螺杆泵泵效影响的分析，在这里只作简单介绍，下一章作重点分析。（1）螺杆泵井杆管磨损的影响[10]。螺杆泵井杆管磨损问题是近年来影响螺杆泵检泵周期的因素之一，特别是大庆油田近年来研制试验了大排量螺杆泵，并且应用数量逐年增多，但是中大排量螺杆泵井的杆柱磨损现象却越来越严重。本文从目前发生杆管磨损现象的螺杆泵井分析，杆管磨损主要是由于举升液体粘度增大、流道间隙变窄和杆柱设计方法不当等原因造成的。通过螺杆泵系统优化设计，确定合理的杆柱转速、杆柱强度和杆柱扶正器优化布置方式，可以解决杆管磨损问题，其主要措施是全井杆柱扶正、缩小抽油杆直径和降低抽油杆转速。（2）螺杆泵定子橡胶溶胀的影响[11]。在螺杆泵应用实践中发现，同样的举升高度条件下，螺杆泵现场应用的容积效率比室内检测的容积效率低。经研究发现，造成这种情况的主要原因是螺杆泵下井后在高温、高压油气条件下定子橡胶溶胀、温胀使空腔变小。本文通过对定子橡胶溶胀量值实验、计算，找出其影响规律，制定相应的技术对策以提高泵的容积效率，更好地发挥螺杆泵高效节能优势，为油田生产服务。其主要措施是提高螺杆泵定子橡胶耐油气性能、减小泵容积效率损失和减少螺杆泵定子注胶时的橡胶用量。（3）气锚的影响[12]。通过对地下流体脱气情况的研究 ，并对螺杆泵气锚进行了研究 ，论证了气锚对螺杆泵采油的影响 ，完善了螺杆泵的油井管柱 ，充分发挥了气锚的作用 ，有效地提高了螺杆泵井的泵效 。其主要措施是气锚安装位置的确定，其位置应尽可能减小与泵筒距离 ，借助气泡浮力以提高气锚分离效果。&螺杆泵井低泵效原因及对策研究第5章 影响螺杆泵井泵效原因及对策5.1 螺杆泵井杆管磨损原因分析及治理措施&& 近年来，大庆油田螺杆泵采油得到了广泛的应用，目前已经超过1500口井，但近年来却出现杆管磨损日趋严重的问题。统计表明，2004年因杆管磨损而检泵的井数达到84井次，占检泵井总数的22.6%，成为造成螺杆泵检泵的主要问题之一。5.1.1 原因分析5.1.1.1 磨损原因理论分析（1）举升液体的影响　众所周知，液体在油管内被举升过程中，受流态变化影响，其流动摩擦系数不同。在螺杆泵采油系统中，转速对液体流态变化起主要作用。试验表明，在低转速情况下，环空管流内流动液体近似于层流状态，其摩擦阻力系数 在较高转速情况下，环空管流内流动液体表现为紊流状态，其摩擦阻力系数 。显然，螺杆泵转速越高，液体的流动所受摩阻越大。流体运行表现为层流、紊流等状态进一步说明环空管内的流动阻力不仅与轴向雷诺数有关，而且与旋转效应有关，根据流体力学理论，流动阻力系数公式为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-1）式中& C――环空管几何系数，与液体流动有关；　&&& Re――轴向雷诺数， ；&――旋转雷诺数， ；　&& &s――环空间隙；　&&& μ――井液动力粘度，mPa•s；　&&&& ――抽油杆直径，m；&――油管直径，m；　&&&& ω――抽油杆旋转角速度，rad/s；　&&&& ρ――井液密度，kg/m3；　 u――液体轴向流速，其计算公式为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-2）式中&& 、 、 ――螺杆泵的偏心距、断面直径和导程，m；&――螺杆泵转速，r/min。显然，在螺杆泵采油系统中，随着转速增大，轴向雷诺数和旋转雷诺数增大，不仅会使抽油杆旋转摩阻增大，也会使液流上升流动阻力增大，从而使杆柱与油管发生碰撞接触的几率增大。（2）流道间隙的影响　根据粘性流体力学的理论，螺杆泵井正常运行时，杆柱旋转所受摩擦力矩可表示为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-3）式中&& ――抽油杆长度，m。从上面公式可见，油管中抽油杆柱旋转所受到的流体摩擦阻力矩与杆径有很大关系，当油管直径不变时，抽油杆旋转受到井液的摩擦阻力矩与抽油杆直径的平方成正比，增大抽油杆直径将会使流体摩擦阻力矩急剧增大。计算结果表明，在76mm油管内，抽油杆直径由28mm增加到38mm，杆旋转扭矩比原来约增加1倍以上。同时，由于流道间隙变小，抽油杆柱与油管内壁产生滑动与滚动运动(即抽油杆柱与油管接触碰撞)的几率增大，也促使杆管磨损加剧。（3）杆柱振动的影响　根据螺杆泵的工作原理，由于转子在定子腔内绕偏心作行星回转运动，在螺杆绕轴线转动时就会产生周期性的激振力，由于结构限制，无法对它进行结构平衡，且其转动惯量很大，故泵在运转时振动很大，转动惯量和离心力越大，产生的振动越大。设转子的质量为m，偏心距为e，则产生的离心力近似为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-4）它在水平方向和垂直方向的分量分别为 和 。显然，这是2个随时间变化的简谐力，在这2个力的作用下引起整个泵系统的振动，特别是大中排量的螺杆泵偏心距较大，其离心力也大。因此，在较高转速下，杆柱振动也是造成杆管磨损的因素之一。（4）扶正器布置方式的影响　螺杆泵在运转过程中，杆柱还存在由离心惯性力所引起的弯矩[13]，其计算公式为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-5）式中&& ――由惯性力引起的弯矩，N•m；　&&&& ――相邻两杆扶正器间的杆长度，m；　&&&& ――扶正器之间的杆柱质量，kg；　&&&& ――与挠曲线变形方程有关的系数。由上式可看出，螺杆泵工作时，离心惯性力所引起的弯矩不仅与转速 的平方成正比，也与两扶正器的间距 的平方成正比。因此，杆柱扶正器间距对弯矩影响较大，不安装扶正器或扶正器布置不合理时，离心惯性力引起的弯矩也就随之增加，必然导致杆柱弯曲，增加了磨损的几率。5.1.1.2 论证统计表明，螺杆泵井抽油杆旋转产生的杆管磨损现象与抽油机井抽油杆往复运动产生的杆管磨损现象有一定的相似性，但磨损机理却不尽相同。（1）磨损位置。统计了磨损严重的48口井，从磨损位置看，杆管磨损段主要集中在400～900m(见表5-1)。
表5-1　杆管磨损位置磨损段/m&0～400&400～900& 900
井数/口&6&32&10百分比/%&12.5&68.28&19.22
（2）杆柱结构。统计了与76 mm油管配套的64口螺杆泵井检泵情况，从杆柱结构看，应用的22、25和28 mm实心杆、38和42 mm空心杆中，空心杆的磨损率明显高于实心杆(见表5-2)。
表5-2　杆柱磨损率杆径类型/mm&22&25&28&38(空)&42(空)井　数/口&3&7&10&32&12磨损率/%&4.69&10.94&15.62&50.00&18.75
（3）螺杆泵泵型。统计的60口井中，从泵型上看，杆管磨损井主要集中在大中排量螺杆泵中(见表5-3)。
表5-3　不同泵型磨损率泵效&120&300&500&800&井数/口&5&8&10&18&14&5磨损率/%&8.33&13.33&16.67&30.00&23.34&8.33
（4）螺杆泵转速。从螺杆泵转速看，转速大于180 r/min井的磨损率达69.23%，显然，高转速井的磨损率高于低转速井(见表5-4)。
表5-4　不同转速井的磨损率转速/(r•min-1)&≤100&100～140&140～180& 180
井数/口&3&17&19&9磨损率/%&2.11&19.1&28.8&69.23
（5）举升液体物性。从螺杆泵井举升液体物性来看，因杆管磨损而检泵的水驱螺杆泵井占水驱检泵螺杆泵井的18.7%；因杆管磨损而检泵的聚驱螺杆泵井占聚驱检泵螺杆泵井的28.9%。显然，举升液体粘度越高，杆管磨损越严重(见表5-5)。
表5-5　水驱与聚驱磨损井比较分类&检泵井数/口&磨损井数/口&比例/%水驱&230&43&18.7聚驱&142&41&28.9
5.1.2 治理措施通过上述分析，从理论上得到了螺杆泵井杆管磨损的原因，为制定合理的治理措施提供了基础。（1）优化抽油杆柱扶正器分析表明，防止螺杆泵井杆柱弯曲的最直接办法就是安装抽油杆扶正器，而合理布置杆柱扶正器是防止螺杆泵杆管磨损的有效手段。假设扶正器之间的抽油杆以扶正器的中心线为轴做旋转运动，则杆柱任一微小侧向位移 将产生的离心力为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-6）而抽油杆在离心力作用下发生弯曲的同时，由于抽油杆柱自身的弹性恢复和轴向拉力迫使抽油杆柱变直，将使扶正器间抽油杆产生一恢复力[13]，即:&螺杆泵井低泵效原因及对策研究|气田试井论文|免费论文式中　 ――扶正器间杆柱的横向弯曲刚度。根据杆柱发生旋曲的临界状态，则有 得到抽油杆柱的临界转速为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-8）关于抽油杆柱间扶正器安放位置的计算方法很多，可求得螺杆泵井杆柱扶正器的优化布置方式。由于聚驱井的沉没度高，液体黏度高，密度大，上顶力增加，导致抽油杆在液体中的重量降低，呈悬浮状态。另外，受黏滞力的影响，抽油杆在转动时，与液体的磨阻扭矩增加，抽油杆呈蛇型旋转，导致偏磨。从抽油杆扭矩情况分析，中和点下部下入加重抽油杆，使杆柱呈直线旋转，减少偏磨的现象。另外，安装抽油杆扶正器减少偏磨，采用空心抽油杆避免运动失稳， 具体计算公式如下：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-9）式中&& ――扶正器间距，cm；&――钢的弹性模量，2.06×10 kN/cm ；&――空心抽油杆外径，cm；&――空心抽油杆内径，cm；g――重力加速度，m/s ；&――最下一级抽油杆截面积，m ；&――产出液体密度，kg/m ；在不改变抽油杆强度和传送扭矩的情况下，对于新井采用均匀非连续的安装扶正器措施。例如120根抽油杆，按照常规每5根安一个扶正器，安装24个，可分为三段，每段40根，最下部每三根杆安装1个，中间每5根杆安装1个，最上部每10根杆安装1个，也是安装24个，也不改变杆柱的受力，同时可以加强下部杆柱的扶正效果，减少下部抽油杆及油管的偏磨现象。目前大庆油田针对螺杆泵杆管磨损问题，采取的主要措施就是杆柱扶正，特别是对聚合物驱磨损严重的螺杆泵井，从理论与实践相结合出发，采取全井杆柱扶正措施，起到了较好的防磨损作用，聚驱螺杆泵井平均检泵周期由2003年的377 d提高到2004年的445 d。（2）采用实心杆，缩小抽油杆杆径螺杆泵举升液体与抽油机井和电潜泵井不同，在油管内，液体中的每个质点都循一条绕轴的螺旋线以一定的角速度和轴向速度运行，即在旋转和生产压差两种力作用下产生螺旋线流动。特别是举升聚驱粘弹性流体，这种流动更为明显。根据流道间隙与举升液体对杆管磨损的影响分析，在油管管径一定的情况下，提高抽油杆的强度以缩小杆径是一项防止杆管磨损的有力措施。2004年，在喇嘛甸油田试验了外壁加厚的实心锥扣SHY级工艺杆，提高杆的抗扭强度，以往GLB1200螺杆泵一般与38mm空心杆匹配，经过室内试验，28mm实心锥扣SHY级抽油杆抗扭强度超过了38mm空心杆。目前在大庆喇嘛甸油田已经现场试验8口井，最长正常运转周期已经达到500d，现场测试运转扭矩比原来降低20%以上，轴向力降低25%，起到了较好的防磨损作用。（3）降低转速根据上述分析，螺杆泵转速与流体摩擦阻力矩、杆柱所受的弯矩和振动有关，适当降低转速可以提高螺杆泵系统的安全系数，也在一定程度上延缓了杆管磨损，但是举升相同的液体，低转速就意味着其它举升参数的增大，而且分析表明，当螺杆泵转速低于90r/min时系统能耗升高明显。因此，适当降低转速也是解决螺杆泵井杆管磨损的措施之一。5.2 螺杆泵定子橡胶溶胀对容积效率的影响及对策在油井高温、高压条件下，原油或其中的某些化学物质通常会渗透到螺杆泵定子橡胶内部，使橡胶膨胀，体积增大，增大部分占据了空腔体积，使实际储存油液的空腔体积变小，导致容积效率降低。从而影响泵的系统效率。5.2.1 原因分析5.2.1.1 螺杆泵定子橡胶溶胀对容积效率的影响原理分析螺杆泵容积效率是实际空腔体积与设计空腔体积之比的百分数。在油井高温、高压条件下，原油或其中的某些化学物质通常会渗透到螺杆泵定子橡胶内部，使橡胶膨胀，体积增大，增大部分占据了空腔体积，使实际储存油液的空腔体积变小，导致容积效率降低[14]。如图5-1所示。橡胶溶胀面积及溶胀率的计算公式为&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-10）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-11）式中&& ――橡胶溶胀面积；&――橡胶溶胀率；&――定子偏心距；&――定子导程；&――转子半径；&――定子外壳内径；δ――溶胀厚度。
&图5-1 单螺杆泵定子横截面图
根据螺杆泵的基本原理，定子在一个导程 内与转子形成一个完整的腔室，体积为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-12）橡胶溶胀体积为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-13）则泵的容积效率损失为：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-14）例如对于GLB120―27螺杆泵， =5mm； =19mm；& =38mm。通过室内实验得出橡胶溶胀率为3%-5%，即可计算出橡胶溶胀厚度 =1.63-2.72mm；因溶胀而造成泵的容积效率损失为15.93%-26.55%。5.2.1.2 论证验时选择GLB120―27型螺杆泵3台，其定子橡胶为NBR (丁腈橡胶)。试验在2003年2月到2004年6月期间完成。泵下井前进行室内水力特性检测，下井运转半年后取出，在相同实验条件下再进行水力特性检测，检测数据见表5-7，容积效率曲线见图5-2。橡胶溶胀造成泵容积效率损失见表5-8。&图5-2 压力-容积效率变化曲线
表5-7 号螺杆泵下井前后室内检测数据泵出口压力/MPa&容积效率/%&扭矩/ (N•m)&转速/(r•min )
&下井前&下井后&差值&下井前&下井后&0.00&100.00&75.86&24.14&43.50&256.69&150.811.02&95.83&72.41&23.57&87.72&258.06&150.892.20&91.67&69.73&21.94&124.88&256.52&150.543.41&88.45&68.65&19.80&158.75&280.03&150.864.95&84.76&66.66&18.10&203.69&291.40&150.866.13&82.20&65.52&16.68&230.36&303.26&150..67&63.60&7.07&256.06&335.33&150..45&62.83&-12.38&296.69&359.74&150.80
表5-8 橡胶溶胀造成泵的容积效率损失泵号&1号&2号&3号&平均橡胶溶胀厚度δ/mm&计算值&1.63-2.72&1.63-2.72&1.63-2.72&2.18&测试值&2．0&2．5&1．7&2．1零压力时容积效率损失%&计算值&15．93-26．55&15．93-26．55&15．93-26．55&21．24&测试值&24．14&30．89&20．53&25．1910MPa时容积效率/%&下井前&70．67&62．50&71．30&68．15&下井后&63．60&63．32&71．84&66．25下井后扭矩增加值/ (N•m)&213．19&106．77&114．59&144．85&螺杆泵井低泵效原因及对策研究|气田试井论文|免费论文试验结果表明，螺杆泵定子橡胶在井下高温、高压条件下，原油或其中的某些化学物质通常会渗透到橡胶内部，使橡胶膨胀，体积增大，增大部分占据了空腔体积，使实际储存油液的空腔体积变小，导致容积效率降低。对于GLB120―27螺杆泵，在零压力时，橡胶溶胀厚度平均2.1mm，容积效率损失平均25.19%，与计算平均值21.24%接近，容积效率损失随着泵出口压力增大而减小。橡胶溶胀相当于定转子间的过盈量增加，泵的密封性能得到加强，泵的扭矩增大。5.2.2 技术对策提高螺杆泵容积效率可从以下几个方面去考虑:①提高螺杆泵定子橡胶耐油气性能，以达到减小螺杆泵定子橡胶溶胀量提高螺杆泵容积效率的目的；②根据油井供液能力，合理选择泵型，使螺杆泵在合理的压差下工作，减小泵容积效率损失；③在保证泵的水力特性达标的前提下，尽可能减少螺杆泵定子注胶时的橡胶用量，也可以达到减小橡胶溶胀量，提高螺杆泵容积效率的目的。从而达到提高螺杆泵系统效率的目的。（1）选用合适的橡胶，提高螺杆泵定子橡胶耐油气性能，减小螺杆泵定子橡胶溶胀量。在油井中，定子橡胶处于高温高压之下，这时油气中的低分子量的烃类、二氧化碳、硫化氢等气体极易溶入橡胶，引起橡胶膨胀，物理性能下降。对几种橡胶材料抗溶胀性能的试验表明，以氢化高饱和丁腈(HNBR)为基料的橡胶抗溶胀性能最好，氢化高饱和丁腈橡胶是由丙烯睛含量约为34%-38%、门尼粘度约为50的丁腈胶在溶剂中溶解，用催化剂在一定温度下进行氢化反应而得。试验压力为20MPa，温度150℃，试验用气体为97%的甲烷和3%的二氧化碳。另外，螺杆泵在井下工作时，为获得容积泵特性，定转子间存在过盈，在运转过程中，定子橡胶处于周期性被挤压状态。为把井液举升到地面，定子橡胶也承受着高压井液的挤压。HNBR (氢化高饱和丁腈)耐挤压性比NBR (丁腈橡胶)更好。而目前国产采油螺杆泵定子使用的传统橡胶材料为丁腈橡胶NBR，其综合性能指标远不如HNBR橡胶。因采油螺杆泵的工作条件十分苛刻，如高温、高压、工作时间长、有腐蚀性介质、有磨蚀性介质、受周期性挤压力等，使传统的定子橡胶已临近其性能极限。为了适应井下恶劣的工作条件，所以建议开展将HNBR橡胶用于螺杆泵的研究试验工作，以提高橡胶抗溶胀、耐挤压性能，提高其综合性能和使用寿命[15]。（2）根据油井供液能力合理选择泵型，使螺杆泵在合理的压差下工作，减小泵容积效率损失。由分析知，随着举升高度的增加，泵的容积效率逐渐下降，漏失量逐渐增大，室内检测的容积效率与泵下井后的容积效率之间的差值逐渐减小，1号泵举升压力从0MPa增大到10.82MPa，容积效率损失从24.14%下降到7.07%，2号螺杆泵举升压力从0.03MPa增大到10.60MPa，容积效率损失从30.89%下降到-0.82%，3号螺杆泵举升压力从0.04MPa增大到10.50MPa，容积效率损失从20.53%下降到-0.54%。这组试验数能够帮助解释为什么在举升压力小时，泵的实际容积效率比室内检测容积效率小得很多，下面分析产生这种结果的原因。螺杆泵定子橡胶在空腔压力小时，橡胶自由膨胀大，空腔变小，泵的容积效率比室内检测容积效率小得很多；螺杆泵定子橡胶在空腔压力大时，空腔内的压力迫使橡胶收缩，空腔压力增至到一定值时，这种收缩量和溶胀量趋于相等，此时，泵的容积效率与室内检测容积效率趋于相等。这一特性在生产实际中有2方面的用途，一方面可根据举升压力10MPa时容积效率65%左右的结论可得出这种泵的实际排量，使之与油井产能相匹配，满足供排协调，达到一个较高的系统效率。另一方面当泵出口压力升高，泵有一些液体漏失时，容积效率缓慢降低，定转子间的干摩擦变为有润滑摩擦，机械效率升高；当压力继续升高，有大量液体漏失时，容积效率开始大幅度下降，定转子之间的摩擦变为液体之间的摩擦，摩擦损失很小，机械效率很高。螺杆泵总效率的高效区较宽，它的最高点大约在容积效率曲线的拐点处附近(见图5-2)。在这一区域，容积效率开始下降，机械效率已接近最大值，所以总效率最高。这一区域泵效高，定、转子之间磨损小，泵的寿命长[16]，是泵的最佳工作区域。&注： 曲线Ⅰ――容积效率(排量)曲线，即泵出口压力与排量的关系曲线；曲线Ⅱ――扭矩(功率)曲线，即泵出口压力与转子扭矩的关系曲线；曲线Ⅲ――泵效率曲线，即泵出口压力与泵效率的关系曲线。图5-2　螺杆泵水力工作特性曲线
（3）在橡胶溶胀率一定的条件下，尽可能减少螺杆泵定子注胶时的橡胶用量以减小橡胶溶胀量，提高螺杆泵容积效率[17]。橡胶的溶胀量与橡胶的用量存在正比关系，经计算: DGLB500―12等壁厚定子螺杆泵橡胶用量为普通GLB500―12螺杆泵的49.34%，因此，等壁厚定子螺杆泵的溶胀量较常规螺杆泵小。从试验数据可以看出DGLB500―12等壁厚定子螺杆泵举升压力从0MPa增大到10.41MPa，下井后比下井前泵容积效率增加了38.94%，这表明等壁厚定子螺杆泵的溶胀量小，较小而均匀的溶胀量增加了定转子间的过盈量，使泵的密封性能提高，没有引起泵效的降低，相反下井后比下井前泵容积效率有所增加，表明了等壁厚定子螺杆泵性能的优越性。总之，等壁厚定子螺杆泵橡胶层薄且均匀，橡胶的刚性变好，在动态过程中抵抗变形的能力好，因而单级承压高，系统效率高于普通泵，散热性能好，可以减缓橡胶的热老化，其使用寿命比常规泵会有所延长。等壁厚定子螺杆泵橡胶溶胀、温胀均匀，能较好地保证泵的型线，有很好的密封性能，使螺杆泵在运转时具有更好的机械性能，有利于长时间维持高泵效，延长泵的使用寿命。5.3 气锚对螺杆泵泵效影响的分析螺杆泵采油技术在油田生产中的应用规模不断扩大，其低泵效现象已严重影响原油的生产，研究发现气体影响是造成螺杆泵低泵效的主要原因[18]。5.3.1 原因分析5.3.1.1 原理分析（1）溶解气溢出与影响管柱流动系统中，随压力的降低，溶解气体脱出，油体缩小，为综合考虑其对螺杆泵的影响，在此用油气两相体积系数B 表示:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B =&&&&&&&&&&&&&&&&&& = (&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& =B +( &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ( +1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-15）式中&& ――压力 P下原油体积；&――地面原油体积；&――天然气地下体积系数；&――原油地下体积系数；&――原油溶解气比；&――原油饱和压力溶解气比。其中: 变化较小 (变化度1.0～1.3) 为便于分析，故此忽略为1其& 与压力 的关系见图5-3
&注:& ――体积系数，无单位； ――饱和压力下原油的体积系数，无单位；&&&& ――饱和压力，MPa；& ――原油体积不能被压缩时的压力，MPa。图5-3&& 与 的关系曲线&= =&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-16）式中&& ――压缩因子；&&&&&&& ――气体摩尔数； &――通用气体常数，0.8205升×大气压/度×摩尔；&――温度，K；&螺杆泵井低泵效原因及对策研究&――压力，MPa；& ――压力 P下天然气体积； &――标准状况下天然气地下体积系数(20 ℃，1 个大气压)；& 溶解油气比 可以设为压力 的一次函数，得&=&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-17）将式（5-16）、（5-17）代入式（5-15）中可得 ：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-18）化简得：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-19）式中：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-20）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-21）&& 系数（常数）以埕岛油田为例，原始油气比32；饱和压力9MPa，得式（5-19）两端点数据：（1） 大气压时， （2） 大气压时， 将两端点数值代入式（5-19）中得:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-22）在压力逐渐下降过程中， 随之增大，但由于流动压力高，气体膨胀受限，变化较小；随压力递减，气体急剧膨胀，变化幅度巨增。例如0.2MPa比0.1MPa& 增大一倍（符合高压流体 PTV 公式）：为便于分析取 2 种理想状态(气锚作用的两个极端)：①经过气锚的两相流体经分离，气体全部脱出，进入气锚后为单相(纯油流)；②气锚失去分离效果或排气阀关闭导致气液均由泵筒排除。
&图5-4 120DT×54 　螺杆泵理论排量曲线
1）第一种理想状态根据 为压力 的一次函数的特点，可由以上算法得出气体对泵效的影响: 进入气锚的单相(纯油流)估算压力为5MPa，则饱和压力5MPa；原始油气比17；根据以上算法得&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （5-23）若气锚至泵之间压降为1.5MPa(300m)，因螺杆泵是容积式(螺杆泵理论排量曲线见图5-4)，则泵效降低 %。由于以上算法为理想状态，气锚分离效果不会达到100%，故泵效下降幅度较此值偏大。2）第二种理想状态若进入气锚的气液流压力为5MPa，气锚至泵之间压降为1.5MPa(300m)，泵效仅为45%3）结论分析1.实际生产过程中，对于以上情况的螺杆泵泵效必然介于45%～85%之间。2.气锚与泵之间距离愈短，则压降越小，进入气锚的油流溶解气分离愈少，泵效越高。（2）气锚分离原理气锚原理分析图见图5-5垂直上升阶段：气泡上升速度由上浮速度及液流速度决定。进入气锚与套管环空阶段：气泡其速度、方向由气泡上浮速度、液流速度水平、垂直分量所决定。进入气锚以后阶段：其速度方向由上浮速度、液流旋流速度水平、垂直分量所决定。&图5-5　气锚原理分析图
5.3.1.2 论证对于螺杆泵泵效影响的因素较多，气体、含水、含砂、生产油气比、气锚与泵之间距离以及泵运转时间等。为便于分析，消除泵漏影响因素对螺杆泵泵效影响，现仅分析1999 年新投产螺杆泵。（1）CB4A井组。此井组4 口螺杆泵气锚与泵之间距离均为300m左右，差别较小，由于投产时间较晚，地层供液能力强，泵效高且差别不大，其中 -1 井泵效97.2%。分析原因:初步认为与含水高、生产油气比低有关。（2）CB6B井组。此井组4口螺杆泵中-4井生产油气比高达115，套管有自喷能力，故不算入。-7井气锚与泵之间距离最高538.99m。泵效最低不足30%，分析: 初步认为该井组泵效普遍偏低与气锚与泵之间距离较长有关。（3）CB1A井组。此井组4口螺杆泵中-2井生产油气比虽高达47，但由于气锚与泵之间距离仅为31.16m导致该井泵效为此井组最高，泵效最低的-6井(泵效17.9%)，气锚与泵之间距离519.53m。（4）CB1B井组。此井组4 口螺杆泵气锚与泵之间距离均为300m左右，差别较小，除-2井泵效80.6%外，其余三口井的泵效均不足60%。分析原因初步认为，-2泵效较高与高含水(42.8%)有关，其余3口井泵效低与气锚与泵之间距离较长有较大关系。5.3.2 对策研究常规管柱分析及改进。螺杆泵管柱设计中，加深气锚位置，作用往往是为了增加作业期间压井循环深度，便于起原井。在现场施工过程中发现螺杆泵故障基本上为杆断、杆脱，转子遗落在定子中，并靠线性密封各空间，导致正压井不通，（在少量井中出现正压井泵压不起的情况实为定子橡胶损坏，破坏其定子、转子之间的过盈配合所致），现场只得采用反挤压井措施，原设计目的由于条件的制约无法实施，反而加大了对提高泵效、延长油井免修期的障碍，从而对油井管理带来了较大的难度。因此，气锚应安装尽可能靠近泵筒的位置。气泡直径愈大，由于油气比重差引起的上浮速度越大，分离效果越好，气锚安装位置应尽可能减小与泵筒距离，借助气泡浮力以提高气锚分离效果。&螺杆泵井低泵效原因及对策研究结 论本文从螺杆泵采油井的基本原理出发，根据油田开发的实际情况和生产技术特点，提出了螺杆泵井低泵效原因及其相应的对策方法。通过分析得出了如下结论：1．螺杆泵抽油泵效高，装机功率小、能耗低，加之体积小、重量轻，安装方便，尤其适合具有复杂地面条件的低产、低渗油田。2．建立螺杆泵系统效率的计算模型，结合实际的生产数据，计算出螺杆泵的系统效率。3．优化抽油杆扶正器、缩小抽油杆径、适当降低转速能够有效的防止杆管磨损。4．采用合适的橡胶、尽可能的减少橡胶的用量、合理选泵是提高容积效率的关键。5．气锚安装靠近泵筒的位置，提高油气分离效果，提高泵效。参考文献[1]　韩修廷,王秀玲,焦振强.螺杆泵采油原理及应用[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社,.[2]　张建伟.井下采油单螺杆泵的现状及发展[J].石油机械.)：56-58. [3] УметбаевВ.Г. Мерзляков В.Ф.Калитальный ремоинт как средство экономического оздоровления фонда скважин .-Уфа: 1995.[4]& Совершенствование технологий устранения негерметичиности колонн/Л.М& козупица ,К.В .Стрижнев ЕАРумянцева РМ Назметдинов /Интервал .-2005 -Ио 4.[5]& Вестиик бкровых подрядчиков 2006, Ио3[6]& 黄有泉,何艳,曹刚.大庆油田螺杆泵采油技术新进展[J].石油机械):65-69. [7]　万邦烈.单螺杆水力机械[M].山东东营:石油大学出版社.1993[8]& 陈涛平,胡靖邦著.石油工程[M].北京:石油工业出版..[9]& 吕彦平,吴晓东,李远超等.螺杆泵井系统效率分析模型及应用[J].石油钻采工艺.):64-68.[10]& 许军,王永强.螺杆泵井杆管磨损原因分析及治理措施[J].石油机械.):63-65.[11]& 魏纪德,吴文祥,曾艳.螺杆泵定子橡胶溶胀对容积效率的影响及对策[J].石油机械.):14-18.[12]　燕中庆,田军,张连社等.气锚对螺杆泵泵效影响的分析[J].钻采工艺2007，&&&&& (4):55-57.[13]& 张佳民.螺杆泵抽油杆柱设计方法及应用原理[M].北京:石油工业出版社, .[14]& 魏纪德,师国臣.螺杆泵抽油杆负载扭矩计算[J].石油机械.):38-43.[15]& 郁文正,梁德山.螺杆泵定子橡胶的新发展[J].石油机械.): 41-46.[16]　齐振林,刘和,鲁明延等.螺杆泵采油技术问答[M]. 北京:石油工业出版社, ]& 何艳,姜海峰,孙延安.等壁厚定子螺杆泵研究及应用前景探讨[J].石油机械. ):4-5.[18]& 辜志宏,彭慧琴,耿会英.气体对抽油泵泵效的影响及对策[J]. 石油机械.2006,&&&& 34(2):64-68.
&致 谢在毕业设计过程中，得到了**老师的热情指导，从选题、研究、撰写直到成稿，导师都倾注了大量的心血。**老师渊博的专业知识及严谨的治学态度使我受益匪浅。导师强调勇于探索，鼓励创新，从严把关，在完成论文的过程中使我的独立科研能力得到了积极的锻炼。同时提供了在毕业设计过程中所用到的基本设备、书籍、资料。使我的毕业设计能够顺利完成。在此，对**老师进行衷心感谢！同时**师兄在设计过程中也给予了许多帮助，对毕业设计中出现的问题进行耐心的讲解，在此衷心感谢！在毕业设计过程中，同组的其他同学也给予了很大的帮助，在此表示感谢！在此向所有曾对本论文的完成给予我各种形式帮助和支持的同志们表示最诚挚的谢意!
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