單螺桿泵的轉(zhuǎn)子型線是一個(gè)直徑為d的圓,轉(zhuǎn)子型面(外表面)可以看成是該圓繞著與該圓面垂直且與圓心相距為E的軸線作螺距為t的螺旋運(yùn)動(dòng)所形成的單螺旋面。其中d為轉(zhuǎn)子直徑,軸線為轉(zhuǎn)子軸線,E為轉(zhuǎn)子斷面 相對(duì)于它的軸線的偏心距,t為轉(zhuǎn)子的螺距,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
與轉(zhuǎn)子相嚙合的定子線型是由半徑為d/2的兩個(gè)半圓與長(zhǎng)度為4E的兩條直線組成的長(zhǎng)圓形,定子型面(內(nèi)表面)可以看成該長(zhǎng)圓形繞著它自身的軸線作導(dǎo)程為2t拘螺旋運(yùn)動(dòng)所形成的雙螺旋面,定子結(jié)構(gòu)。
采油保溫螺桿泵下井安裝時(shí),定子連接在油管柱下端,隨油管柱先下入井底,轉(zhuǎn)子通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)與抽油桿柱連接,再下入井下,裝入定子中。采油螺桿泵的工作位置是豎直的。
3G螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子橫截面的形狀稱為線型(或型線),轉(zhuǎn)子和定子線型一般為普通或短幅擺線,并且轉(zhuǎn)子和定子線型應(yīng)是共扼曲線。轉(zhuǎn)子是單頭,定子是雙頭(即運(yùn)動(dòng)比值為1:2)的螺桿泵,稱為單頭螺桿泵;轉(zhuǎn)子是雙頭,定子是三頭(即運(yùn)動(dòng)比值為2:3的螺桿泵,稱為雙頭螺桿泵;以此類推,螺桿泵分別是三螺桿泵和四頭螺桿泵,雙頭以上的螺桿泵稱為多頭螺桿泵。
目前油田上普遍采用的螺桿泵的單頭螺桿泵,轉(zhuǎn)子和定子的線型皆為普通內(nèi)擺線,下面以此為例介紹螺桿泵的結(jié)構(gòu)及其工作原理。
對(duì)采油螺桿泵的工作特性進(jìn)行了初步試驗(yàn) 。試驗(yàn) 了舉升介質(zhì)溫度、粘度對(duì)螺桿泵工作特性的影響,試驗(yàn)表明舉升介質(zhì)溫度、粘度是影響螺桿泵容積效率的主要因素之一,并對(duì)螺桿泵工作特性曲線進(jìn)行了數(shù)值模擬,初步分析了螺桿泵定子橡膠溶脹對(duì)容積效率的影響及對(duì)策。對(duì)螺桿泵抽汲含砂流體的 性進(jìn)行了 , 認(rèn)為對(duì)螺桿泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化能夠 降低泵的磨損延長(zhǎng)螺桿泵的使用壽命。
單螺桿泵吸入口壓力對(duì)泵特性影響的試驗(yàn) ,認(rèn)為泵吸入口真空度較小時(shí),泵特性參數(shù)變化不大,而吸入口真空較大時(shí),泵的工作狀況急劇惡化。
采油螺桿泵的工作壽命很大程度上取決于定子襯套耐油橡膠的性能,橡膠定子受多種因素的影響,直接影響螺桿泵的工作特性。 主要研制和應(yīng)用丁睛橡膠、超
高丙烯睛含量橡膠和氫化丁睛橡膠三種。普遍采用的是加工工藝穩(wěn)定的丁睛橡膠及其改吐膠。
為 襯套型線精度提高密封性能的定子型線簡(jiǎn)易修正法。定子橡膠襯套的型線,建議在設(shè)計(jì)定子模芯時(shí),應(yīng)根據(jù)橡膠配方的不同,考慮橡膠在硫化過(guò)程中的收縮給予修正。對(duì)定子橡膠的變形規(guī)律,特別是定子橡膠型線的變形規(guī)律尚無(wú)人進(jìn)行深入 。而對(duì)于在變形過(guò)程中,伴隨著幾何非線性、物理非線性、理論分析具有局限性的橡膠材料,有限元成為常用的求解方法。
綜上所述,在采油螺桿泵工作特性 中,還有以下不足:
①采油用螺桿泵結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作參數(shù)和實(shí)際工況條件下對(duì)其工作特性的影響沒(méi)有系統(tǒng) ,試驗(yàn) 和驗(yàn)證工作開(kāi)展得比較少;
②對(duì)螺桿泵定子襯套的變形規(guī)律及其對(duì)泵特性的影響沒(méi)有進(jìn)行 ;
③從改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 力學(xué)特性角度來(lái)提高螺桿泵工作特性方面沒(méi)有進(jìn)行 與實(shí)踐;對(duì)潤(rùn)滑特性差的介質(zhì)的螺桿泵 和缺乏 措施。