采油單螺桿泵轉子加工方法研究

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?；谙鹉zmooney-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)。

單螺桿泵在抽汲高黏度、高含氣量和高含砂量的原油方面具有獨特的效果,在機械采油設備方面被廣泛應用。單螺桿泵的核心部件是定子和轉子。通過研究轉子在定子襯套中的運動接觸跡,確定鏜削刀具加工軌跡,從而實現(xiàn)具有內螺旋孔的金屬定子的加工,以其作為襯套替代傳統(tǒng)的橡膠襯套。

基于cad/cam軟件mastercam,采用插值三次樣條函數(shù)和利用螺旋曲面的特性進行單螺桿泵的復雜螺桿轉子螺旋曲面三維幾何造型,并基于仿真加工軟件vericut,對螺旋曲面數(shù)控加工nc程序進行三維仿真。

介紹了一種采用sct新技術的螺桿泵及其優(yōu)點,以及此泵在污水處理廠的成功應用實例。

本文分析了影響單螺桿泵采油井系統(tǒng)效率的因素,以系統(tǒng)效率為目標進行了單螺桿泵采油系統(tǒng)的優(yōu)化設計,使泵的工作點最大限度地趨近系統(tǒng)效率最高點,使單螺桿泵與采油井達到合理匹配,提高油井產能,延長油井的檢修周期。

單螺桿泵是一種內嚙合的密閉式容積泵,適合于輸送高粘度流體及含有固定懸浮顆粒的介質。其核心部件螺桿轉子和定子的加工精度直接影響單螺桿泵的工作性能。文章介紹了多頭單螺桿泵的工作原理,建立了螺桿泵轉子和定子廓線的理論模型,并利用ug三維建模軟件,完成了多頭螺桿泵轉子和定子參數(shù)化建模。該項研究對多頭單螺桿泵轉子、定子加工方法的選擇及制造和齒廓的滑動與磨損理論研究有重要的理論指導意義。

通過對單螺桿泵嚙合過程中流動接觸點相對滑動速度和固定接觸點綜合曲率的分析,得出提高流動接觸點最小相對滑動速度就有利于延長單螺桿泵的使用壽命的結論,并給出了型線優(yōu)化的依據(jù).

針對國內各大油田逐步進入后期開采,螺桿泵采油技術是一種很有效的方法。選擇合理的螺桿泵轉速,是確保螺桿泵能否發(fā)揮最佳功效和工作壽命的關鍵,因為單螺桿泵定、轉子相對運動速度,決定著定、轉子表面的磨損。限制泵運行時轉子與定子之間的最大滑動速度就顯得尤為重要。因此根據(jù)螺桿泵運行原理,推導出了單螺桿泵轉子在做行星運動時的最佳滑動速度,目的是為我們自主研發(fā)"電潛螺桿泵采油系統(tǒng)"中減速器方案的設計提供理論依據(jù)。

地面驅動單螺桿泵采油參數(shù)選擇

井下采油單螺桿泵因具有較高的系統(tǒng)效率而日益受到重視。目前已開發(fā)的井下單螺桿泵有地面驅動采油單螺桿泵、電動潛油單螺桿泵、單螺桿液動機-單螺桿泵裝置和多頭螺桿泵。簡述了單螺桿泵定子襯套選用的材料和轉子的表面處理方式,介紹了單螺桿泵在國外的使用情況。指出井下采油單螺桿泵主要朝增大泵的下井深度,加大泵的排量,延長泵的使用壽命和拓寬泵的使用范圍等方向發(fā)展。最后就國內開發(fā)和推廣螺桿泵工作規(guī)劃提出了建議。

單螺桿泵的定子通常由橡膠制作而成,內孔呈螺旋槽狀,它與轉子之間形成若干密封腔。轉子作偏心旋轉運動,使密封腔由泵的低壓區(qū)移至高壓區(qū),完成吸入、排出液體和形成壓力的全過程。將實體模型導入ansys軟件中進行有限元分析,結果表明:單螺桿泵轉子在正常工況下的最大位移為2.34×10-5mm,出現(xiàn)在單螺桿泵吸入端,轉子動態(tài)變形量大小可用來確定轉子和定子合理的間隙;最大應力為15.8mpa,出現(xiàn)在單螺桿泵排出端。轉子應力分析可為轉子改造提供參考。

本文闡述了單頭螺桿泵轉子的數(shù)學模型,轉子形線方程式的建立,以及利用cnc數(shù)控加工中心加工轉子的過程。

基于單螺桿泵的工作原理,分析其運行時的阻力因素和功耗情況,經設計和實踐,對單螺桿泵襯套的斷面形狀進行了改進。通過對比試驗發(fā)現(xiàn),本次改進減小了螺桿與襯套之間的摩擦功耗,提高了泵的效率,具有一定的經濟效益。

單螺桿泵已經在許多勘探隊推廣使用,從使用情況看,它比往復式泥漿泵有明顯的優(yōu)點.雖然不少單位已經制造和使用了單螺桿泵,但對它的基本構造原理仍普遍理解不深,所以難免有不同的看法.關鍵在于對單螺桿泵的定子與轉子的形狀和配合有些誤解.例如,有的單位將定子從中心縱向切開,然后將轉子放入,發(fā)現(xiàn)二者并非處處相吻

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。

電潛單螺桿泵廣泛應用于稠油、高凝油、高含蠟油、高含砂油及高含氣油等特種油藏開采作業(yè)中。在影響單螺桿泵采油效果的各種因素中,加工工藝是首要因素。使用擺線型及旋弦線等方法設計出來的單螺桿泵在實際生產應用中經常出現(xiàn)封閉性不好等缺點。為了優(yōu)化單螺桿泵的設計,提出了使用三角函數(shù)和式來表征襯套和轉子曲線的新方法。使用微分幾何方法推導出了襯套和轉子方程中三角函數(shù)和式系數(shù)所滿足的多元方程組,提出了求解該方程組的準則和方法。該方程組含有多個可以調整的自由參數(shù),通過調整這些參數(shù)達到優(yōu)化設計的目的。給出了具體算例,求取了轉子參數(shù)方程和襯套參數(shù)方程,并繪制了轉子曲線和襯套曲線。算例的結果證明該方法有效。生產實際應用表明,使用本文新方法優(yōu)化設計的單螺桿泵可以最大限度地提高襯套與轉子之間的封閉性。

目前,大儲量油田的螺桿泵采油存在排量局限性問題。建立螺桿泵排量的數(shù)學模型,采用拉格朗日乘數(shù)法對螺桿泵的排量進行優(yōu)化設計,得到螺桿泵中定子螺距、定子橡膠外徑和定子橡膠的最小壁厚(雙邊)之間的最佳關系式,及螺桿泵螺旋角的最優(yōu)解。確定了螺桿泵排量的優(yōu)化設計表達式;分析了螺桿泵的排量與定轉子頭數(shù)比和轉子頭數(shù)之間的關系。轉子頭數(shù)取值并不是越大越好,認為轉子頭數(shù)取6左右為最佳。

采用ansys軟件對短幅內擺線外等距曲線及短幅外擺線內等距曲線2種線型的三頭單螺桿泵在過盈及壓差作用下的變形、受力及接觸情況進行有限元分析,得到定轉子接觸時變形及應力分布云圖,比較2種線型三頭單螺桿泵的密封性能。結果表明:過盈量的存在是實現(xiàn)螺桿泵密封的重要條件;壓差的存在使定子橡膠發(fā)生較大的變形,應力應變值也相應增加;短幅內擺線外等距曲線三頭單螺桿泵密封性能優(yōu)于短幅外擺線內等距曲線三頭單螺桿泵。

建立模型的目的是研究螺桿泵力學等性能的基礎，而采油單螺桿泵定一轉子線型在一定的范圍內會產生打扣現(xiàn)象，這時的輪廓線就成為彼此相連接的多條封閉曲線，現(xiàn)有的建模軟件不支持此類線型的掃略和拉伸操作，因此模型難以建立，現(xiàn)在大多數(shù)參數(shù)化建模的程序也都是避開了打扣這一問題。本研究以vs2008和grip嵌套的形式，通過內部程序的編制解決了這一缺陷，為單螺桿泵線型及力學等性能的研究提供了一定的參考。

利用宏程序和菱形35°刀片,通過優(yōu)化走刀路線加工井下螺桿泵轉子,很好地解決了加工過程中,刀片易崩刃、磨損快、精度差等現(xiàn)象。實踐證明此方法加工效率高、工件精度好、加工更加合理。

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

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。