提高螺杆泵定子橡胶材料寿命的分析与研究

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螺杆泵定子

螺杆泵定子一、等壁厚定子常规螺杆泵定子是由丁腈橡胶浇铸在钢体泵筒内形成的，衬套内表面是厚薄不均的双螺旋曲面，工作时橡胶最厚的部分，热量容易聚集，使橡胶衬套发生物理、化学变化，导致定子过早失效；另外，橡胶衬套各处的溶胀[2]也不相同，由此改变了定子、转子良好啮合作用，降低了泵的工作效率。

等壁厚定子螺杆泵以金属取代常规定子薄厚不均的橡胶基体，或采用成型工艺使定子外观呈螺旋扭曲状，仅在内腔周围的金属表面保留一层薄的橡胶。

可以解决现有的螺杆泵定子同一截面内膨胀量不同导致泵效低、启动力矩大及抽油杆易断脱的问题。

1、与常规定子螺杆泵相比，等壁厚定子螺杆泵有以下优势[3]：(1).良好的散热特性，延长了螺杆泵的工作寿命等壁厚定子螺杆泵热生成较少，并具有更加优良的散热能力，同时采用等壁厚空心转子匹配，减小了转子对定子橡胶的侧向挤压力，从而使定子的损坏明显减少，延长了泵的工作寿命，降低了作业费用。

(2).均匀的橡胶膨胀，提高了泵的工作稳定性由于橡胶层厚度均匀，可实现较高的加大精度，泵工作时，在油和热效应的作用下，橡胶膨胀也均匀，更便于配泵。

(3).单级承压高,提高了系统效率螺杆泵是靠定子和转子的过盈来保证泵效和排量的，过盈大，则摩擦阻力大，传动功率损失就大。

而均匀壁厚的橡胶层在动态过程中抵抗变形的能力好，单级承压高，这就使定转子间可以最小的过盈达到最佳的配合，从而改善泵的工作性能。

(4).具有良好的技术经济指标等壁厚定子螺杆泵除上述工艺可行，还具有较高的经济效益，与常规螺杆泵相比较，现场事故少，机械损失小，可提高泵效，降低采油成本，具有良好的技术经济指标。

2、等壁厚定子的加工目前被考虑的方法主要有：第一是采取整体精密铸造，即定子管的外壁为等直径，内壁按螺杆泵转子模芯型线铸造；第二是采取分体精密铸造，即把定子管按轴线分两瓣铸造，铸造后再用金属胶粘牢，并用多个接箍紧固；第三是直接压制而成，即把钢管直接压制成转子模芯的形状，但这三种方案加大难度都比较大，生产成本高，可行性不是很好。

螺杆泵橡胶定子侵蚀磨损的影响因素

螺杆泵橡胶定子侵蚀磨损的影响因素背景在工业生产中，螺杆泵常被用作输送各种粘稠介质和高温或低温介质的工具。

螺杆泵的定子是由橡胶材料制成的，然而在使用一段时间后，定子表面会发生侵蚀和磨损，导致泵的使用寿命缩短，生产效率降低，对生产过程造成确定的损失。

因此，为了延长螺杆泵的使用寿命，需要讨论和分析影响其橡胶定子侵蚀磨损的因素。

影响因素分析介质性质介质性质是影响螺杆泵定子侵蚀磨损的紧要因素之一、各种介质的酸碱度、温度、粘度、比重等性质都会对定子的侵蚀磨损产生不同程度的影响。

通常来说，介质的酸性越强，螺杆泵定子的侵蚀磨损就越严重；介质的温度越高，定子的热胀冷缩就越明显，也会加剧其侵蚀磨损；介质的粘度越大，泵的摩擦损耗就越大，也会导致定子的侵蚀磨损。

物理因素除了介质性质外，螺杆泵使用过程中的物理因素也会影响定子的侵蚀磨损。

摩擦力、颗粒度和流速等物理因素都会对定子表面造成不同程度的磨损。

在螺杆泵的使用过程中，泵内液体的流速越大，摩擦力也就越大，导致定子的磨损加剧。

假如介质中还含有一些颗粒物，这些物质会对定子表面造成直接的磨损和擦伤，从而加速定子的侵蚀磨损。

使用条件使用条件也是影响螺杆泵定子侵蚀磨损的紧要因素之一、假如泵长期在高温、高压、高速或重载等恶劣的工况下运行，那么定子的侵蚀磨损就会加剧。

同时，假如泵的维护保养不适时，例如清理泵体和更换密封件等工作没有按时进行，也会导致定子的侵蚀磨损加剧。

解决方案了解影响螺杆泵定子侵蚀磨损的因素之后，可以实行一些措施来减缓或避开定子的侵蚀磨损。

更改介质性质首先，可以通过更改介质的酸碱度、温度、粘度等性质来减缓定子的侵蚀磨损。

例如，在腐蚀性介质中，可以选择高耐腐蚀度的材料制作定子；在高温介质中，可以使用特别的高温橡胶材料等。

加强定期维护保养其次，定期进行泵的维护保养是特别紧要的。

可以通过清理泵体、更换密封件、检查轴承、润滑等工作来保证泵的正常运行，在确定程度上减缓定子的侵蚀磨损。

橡胶材料加速老化试验与寿命预测方法研究进展

橡胶材料加速老化试验与寿命预测方法研究进展作者：张昱旻来源：《科学与财富》2018年第31期摘要：橡胶材料作为一种高分子材料，通病是易老化，在使用及贮存过程中，其性能会随着时间的增加而逐渐下降，甚至丧失使用性能。

自从20世纪60年代报道了橡胶制品在使用过程中因老化现象而造成了巨大的经济损失后，人们广泛开展了自然老化和加速老化方法研究。

自然条件下橡胶的老化通常需要几年的时间，因此利用加速老化方法以进行橡胶材料的老化性能研究成为一种切实可行的办法。

关键词：橡胶材料；加速老化试验；寿命预测方法；橡胶作为高分子三大合成材料之一，通病是易于老化，在使用及贮存过程中，其性能会随着时间的增加而逐渐下降，甚至丧失使用性能，因此橡胶件是影响装备贮存寿命的薄弱环节。

一、橡胶材料加速老化试验1.橡胶材料加速老化试验方法。

在加速老化试验方法研究方面，人们最为常用的是烘箱加速老化试验、湿热老化试验方法。

曾有人设想利用反应机理和分子结构参数模拟橡胶的贮存和使用条件，直接将计算机作为一个“老化箱”进行老化试验，目前这种方法还存在困难。

1）热空气加速老化试验：橡胶材料在贮存条件下主要是热氧老化，其作用机制是热的作用将加速橡胶材料交联、降解等化学变化，宏观表现出物理机械性能的改变，某些性能与老化时间呈单一变化，如：扯断伸长率、应力松弛系数、压缩永久变形率等。

2）湿热老化试验：湿度会使橡胶试样膨胀，分子链间的空隙增大，暴露出较多的分子弱键，增加分子链的应力；使橡胶中的配合剂易扩散损失，促进含卤素链释放卤化氢；使变价金属起催化活化作用；使含酯、醚、酰胺基团的链发生水解反应；加速臭氧氧化的作用。

2.贮存环境对橡胶老化的影响。

1）温度的影响：橡胶属于高度交联的无定形聚合物，使用环境应保证其处于高弹状态，使用温度须高于玻璃化温度、低于粘流温度及分解温度。

温度升高，高分子链的运动加剧，一旦超过化学键的离解能，就会引起高分子链的热降解或基团脱落，从而使材料的物理性能发生显著改变。

橡胶材料老化机理与寿命预测研究

橡胶材料老化机理与寿命预测研究橡胶材料是我们日常生活中广泛应用的材料，如轮胎、密封制品、管道等等，但是随着时间的推移，橡胶材料会出现老化现象，导致其性能下降，失去原有的功能。

了解橡胶材料老化机理和寿命预测研究对于橡胶材料的使用和生产具有重要意义。

一、橡胶材料老化机理橡胶材料在使用过程中会遭受各种外界因素的影响，导致其材料性能发生变化，出现老化现象。

橡胶材料老化机理可以从以下几个方面进行分析。

1. 氧化老化氧化是导致橡胶老化的主要因素之一。

在空气中含氧量高的环境中，橡胶材料很容易出现氧化现象。

氧化过程中，橡胶分子的长链高分子结构会断裂，并形成一些小分子氧化产物。

2. 光老化使用橡胶材料的环境中可能会有紫外线、紫外线辐射等光源，这些光源能穿透橡胶材料并与其分子发生相互作用。

这些相互作用会导致橡胶材料的分子链结构断裂，从而形成一些小分子氧化产物。

3. 热老化常温下，橡胶材料的长链高分子结构相对稳定，但是当橡胶材料受热作用时，其分子结构会发生变化。

热老化的原因在于分子对热的敏感性，高温会引起橡胶分子的活化，从而使得其细胞结构发生变化。

4. 化学老化在使用橡胶材料过程中，橡胶材料会遭受各种化学因素的影响。

这些化学因素可能是有害物质、油性物质、水、酸、碱等，导致橡胶分子链变化并产生氧化物。

二、橡胶材料寿命预测研究针对橡胶材料的老化现象，科研工作者通过研究橡胶材料寿命预测，找出了一些影响橡胶材料寿命的因素。

1. 贮存条件橡胶材料贮存条件越好，其寿命相对越长。

橡胶材料的贮存温度和湿度对其寿命有很大的影响。

一般而言，橡胶材料要存储在干燥、避光、低温、低湿的环境中。

2. 使用环境橡胶材料在不同的使用环境下有不同的寿命。

在各种外部因素影响下，橡胶材料的寿命也会受到影响。

例如，橡胶管道在被暴露在紫外线和氧化剂等环境中，寿命会比暴露在其他环境下的橡胶管道寿命要短。

3. 橡胶材料类型不同类型的橡胶材料具有不同的寿命。

例如，氟橡胶的耐化学质量很高，该材料能够抵抗多数化学药品的腐蚀，寿命较长。

采油螺杆泵定子橡胶失效分析与检验

采油螺杆泵定子橡胶失效分析与检验摘要：螺杆泵采油技术具有占地面积小、结构简单、效率高等优点，已经广泛应用于国内各大油田。

螺杆泵核心部件为橡胶定子和金属转子，两者配合运行时形成用于举升原油的密封腔室，但受到高温高压、强腐蚀性介质等油井极端复杂工况环境的影响，定子橡胶材料易产生膨胀，出现硬度下降、材料变软和摩损加剧等现象，橡胶老化加快了定子失效速度，导致螺标泵的使用寿命较短，制约着运行效率，在使用过程中时常出现运行故障。

这就需要对定子橡胶失效进行分析与研究，为选择满足油井工况要求的橡胶材料提供参考。

本文主要分析采油螺杆泵定子橡胶失效分析与检验。

关键词：螺杆泵；失效形式；材料引言螺杆泵定子橡胶损坏是由于溶胀、化学侵蚀和机械磨损导致，机械磨损多伴随着溶胀、化学侵蚀，多种因素共同作用与影响，加快了定子橡胶的失效速度。

从干摩擦、水润滑和油润滑实验结果来看，同样油井环境下橡胶材料磨损会引起机理变化，溶胀导致硬度、耐磨性下降，油液化学成分会侵蚀橡胶表面而改变分子链结构，因此，选择合适的材料对提升定子橡胶寿命有着重要作用。

1、定子橡胶材料类别(1)螺杆泵定子橡胶材料为丙烯腈橡胶，工作温度低于或等于80℃，井下复杂条件要求较高，必须进行研发，将工作温度提高到120℃。

由于其特殊的材料特性2)丁二烯橡胶分类。

①根据聚合温度，可分为高温聚合橡胶和低温聚合橡胶；②根据适用范围，可分为一般型和特殊型丙烯腈橡胶。

油田使用的丁二烯丙烯腈橡胶是由丁二烯丙烯腈组成的二元聚合物。

专用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶包括引入第三单体的三轴共聚物，例如羧甲基橡胶、氢氧化铝橡胶、与聚氯乙烯相结合的apaan橡胶和部分树脂丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶。

2、油田螺杆泵定子橡胶失效分析2.1溶胀失效螺杆泵定子橡胶出现溶胀，会在承压端产生突起，橡胶材料受到溶胀作用影响会导致体积变大，多出的体积会在承压端显现出来，这就是承端端突起的根本原因。

定子弹性体上也会存在一定程度的裂纹损伤，使定子表面变脆、变硬。

影响螺杆泵密封性能的原因及对策分析

影响螺杆泵密封性能的原因及对策分析发布时间：2022-07-07T00:50:52.062Z 来源：《科学与技术》2022年3月第5期作者：李纲孙洪辉[导读] 密封性能是螺杆泵中经常发生的问题。

李纲孙洪辉大庆炼化公司黑龙江大庆 163411摘要：密封性能是螺杆泵中经常发生的问题。

本文主要阐述了螺杆泵的概述和工作原理，找出螺杆泵密封性能出现问题的原因，给出解决的办法，提高螺杆泵密封性能。

关键词：螺杆泵密封性能原因目前我国螺杆泵的发展速度越来越快，因为有着自身的多种优点所以被广泛的应用。

螺杆泵一般分为两部分，转子和定子，两部分之间有一定的空间，一般转子围绕定子运动，螺杆泵在工作的时候，空腔内的液体会向排出端进行运动，达到液体排出泵外的效果，然后在空腔内又会有新的液体被带入，经过反复的此过程运动，最终实现螺杆泵平稳运行。

1.造成螺杆泵密封性能故障的主要原因我国目前螺杆泵的研究发展方向为新材料的使用，达到改变螺杆泵的整体性能和延长使用寿命，但是螺杆泵的密封性能还是受到很多因素的影响，主要表现在以下几个方面：1.1 橡胶衬套与转子之间压力过大螺杆泵在实际的工作状态中，其中转子和橡胶轴套之间往往存在过盈的问题，过盈的现象可以有效的减少流体的损失，但是因为过盈的问题导致螺杆泵的内壁压力和密封腔压力产生压力差，压力差的产生降低了密封性能，从而导致泄漏。

螺杆泵的过盈量是指螺杆泵的内部结构橡胶内衬和转子之间的过盈量大小尺寸，螺杆泵内部定子和转子之间的过盈量关系直接由这个尺寸的大小决定。

想要螺杆泵的密封性能完好，就要保持螺杆泵处于一个良好的过盈量，保障密封室内的定子和转子之间尺寸完美的配合，螺杆泵的密封性能受这个工作流程的影响较大，螺杆泵内过盈量大小在级数没有发生改变的前提下，密封腔内的定子和转子承载压力的大小受到过盈量直接影响，最终对螺杆泵内部的举升能力有着明显的影响，想要对螺杆泵的举升能力进行增加，就要加大螺杆泵内部的过盈量，进而加强密封腔内定子和转子的密封性能。

螺杆泵橡胶套（衬套或定子）的选择

不行很好不行不行很好一般很好一般不行不行很好不行
氟橡胶 PPM
很好很好很好不行很好不行一般很好很好很好很好很好不行很好很好很好很好很好很好一般
氯丁橡胶 CR
很好一般一般不行不行很好不行不行不行不行很好不行不行一般不行不行很好很好不行不行
丁晴橡胶 NBR
很好很好很好很好不行很好不行很好很好不行很好很好一般很好不行不行一般很好很好不行
橡胶特性耐最高温度耐磨性耐老化性耐臭氧耐蒸汽耐燃性
丁晴橡胶 NBR 氯丁橡胶 CR 氟橡胶 PPM 乙丙橡胶 EPDM
+120°C 优很好不行很好很好
+110°C 很好很好优不行优
+200°C 优优优优优
Байду номын сангаас
+150°C 很好优优优优
表五：单螺杆泵的衬套常用橡胶
橡胶的适应性水（污水）植物油矿物油氨水芳香族溶剂浓碱浓硝酸冰醋酸稀硫酸浓硫酸稀盐酸浓盐酸热水汽油甲苯二甲苯乙醇煤油柴油氯化烃
乙丙橡胶 EPDM
很好一般不行一般不行很好不行不行很好一般很好很好很好不行不行不行很好不行不行不行
含酮类物料含醇类物料含脂类物料含醚类物料泥浆磷酸碳酸钠糖醛苯 100 丙酮亚麻子油二硫化碳
很好很好很好很好很好很好很好很好不行很好很好不行
不行很好不行不行一般一般不行一般很好不行很好很好
不行很好不行不行一般很好很好一般不行不行很好不行

橡胶材料的耐老化性能

橡胶材料的耐老化性能橡胶材料是一种常见的材料，具有优越的弹性和耐磨性，在各行各业广泛应用。

然而，长期使用后，橡胶材料容易出现老化现象，导致性能下降，甚至失去原有功能。

因此，研究和提升橡胶材料的耐老化性能非常重要。

本文将介绍橡胶材料的老化机理、耐老化性能的测试方法以及改善橡胶材料耐老化性能的措施。

一、橡胶材料的老化机理橡胶材料的老化主要与以下几个因素有关：1. 热氧老化：橡胶材料在高温环境下，与氧气接触后发生化学反应，从而引起老化。

氧气的存在加速了橡胶分子链的氧化、断裂以及交联结构的破坏。

2. 光照老化：橡胶材料暴露在太阳光下，特别是紫外线的照射下，容易发生老化。

紫外线能够引起橡胶分子链的断裂和交联结构的破坏。

3. 湿热老化：橡胶材料长期暴露在高温湿润的环境中，水分和高温相结合会加速橡胶的老化过程。

4. 化学介质的侵蚀：橡胶材料接触到一些化学介质，如酸、碱、溶剂等，会引起化学反应，导致橡胶材料的老化。

二、橡胶材料耐老化性能的测试方法为了评估橡胶材料的耐老化性能，常用的测试方法包括以下几种：1. 热氧老化实验：将橡胶样品暴露在高温高压的空气环境下，观察样品的重量损失、硬度变化以及拉伸强度的降低程度，来评估橡胶材料的耐氧老化性能。

2. 光照老化实验：将橡胶样品暴露在具有紫外线照射设备的实验箱中，通过观察样品颜色的改变、硬度变化以及拉伸强度的降低程度，来评估橡胶材料的耐光老化性能。

3. 湿热老化实验：将橡胶样品暴露在高温高湿的环境中，观察样品的重量损失、硬度变化以及拉伸强度的降低程度，来评估橡胶材料的耐湿热老化性能。

4. 化学介质侵蚀实验：将橡胶样品浸泡在各种化学介质中，通过观察样品的质量变化以及外观的改变，来评估橡胶材料的耐化学介质侵蚀性能。

三、改善橡胶材料耐老化性能的措施针对橡胶材料老化的问题，可以采取以下措施来提高橡胶材料的耐老化性能：1. 添加抗氧化剂：在橡胶材料的制备过程中加入抗氧化剂，可以有效抑制橡胶材料的氧化反应，延缓老化过程。

井下螺杆泵定子的失效分析及解决方法

２定子失效原因分析
２１磨损．
在生产液中含砂的情况下，子和定子过盈配转
合形成的密封线被磨损（图１，容积效率下降，如）泵
ｃｒｅｐｎｄｎｇｓｕｉｎｓａｅｇｉｅｏｒｓｏｉｏｌｔｏｒｖｎ．Ａｌｏｈｅｅｐｏｖｄｓｓｆｒｔｅｄｅｉｎ，ｏｒｔｏｎａｎｌｆｔｓｒｉｅａｂａｉｏｈｓｇｐｅａｉｎｄｍａ —
定子失效是井下螺杆泵最主要的失效形式。现场统计表明，０７年上半年大庆油田７２０８口螺杆泵
失效井中，子失效有６定８口。弄清楚定子失效的主
合物使定子膨胀，Ｈｓ和Ｃ。体会使定子橡胶脆Ｏ气
效形式进行了分类，并根据定子各种失效形式的特征及现场经验，析了造成井下螺杆泵定子失效分
的根本原因，出了相应的解决方法，螺杆泵设计、作管理提供了依据。给为操
关键词：螺杆泵；定子；失效分析
（ｓａｃｎｔｔｔｆＯｉＰｒｄｕｔｏｇｉｅｒｎ，ｑｎＯｉｆｅｄ，ｑｎ６４３ＣｉａＲｅｅｒｈＩｓｉｅｏｕｌｏｃｉｎＥｎｎｅｉｇＤａｉｇｌｉｌＤａｉｇ１３５，ｈｎ）
Ａｓｒｃ：Ｓａｏｓｔｅｍａｏａｔｏｒｇｅｓｎａｉｕｂｔａｔｔｔｒｉｈｊｒｐｒｆｐｏｒｓｉｇｃｖｔｐｍｐ，ｔｅｗｈｌｕｕｄｂｃａｐｄｙｈｏｅｐｍｐｗｏｌｅｓｒｐｅ

螺杆泵定子橡胶动态疲劳性能评价新方法

ＧＡＩＷｅｉ — ｔａｏ
（ＯｉｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＤａｑｉｎｇＯｉｌｙ ’ ｉｅｌｄＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｑｉｎｇ１６３４５３，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇｃａｖｉｔｙｐｕｍｐ；ｅｌａｓｔｏｍｅｒ；ｄｙｎａｍｉｃｆａｔｉｇｕｅ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｓｔｈｅｃｏｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇｃａｖｉｔｙｐｕｍｐ（ＰＣＰ）．Ｔｈｅｒｕｎｎｉｎｇｌｉｆｅｏｆ
螺杆泵定子橡胶动态疲劳性能评价新方法
盖伟涛
（大庆油田有限责任公司采油工程研究院，黑龙江大庆１６３４５３）
摘要：定子橡胶是螺杆泵的核心部分，螺杆泵的寿命主要依赖于橡胶的性能。传统的橡胶性能评价
２Ｏ１３年第４２卷第１１期第９页
０ＩＬＦＩＥＬＤ
石油矿场机械ＥＱＵ１ＰＭＥＮＴ
２０１３，４２（１１）：９～１２
文章编号：１００１ — ３４８２（２０１３）１１－０００９ — ０４

螺杆泵定子用氢化丁腈橡胶性能分析

的弹性体，它适合在高温高压等复杂的钻井环境下
是适合于在高温高压等复杂井况下工作的螺杆泵定子橡胶。
关键词螺杆泵定子氢化丁腈橡胶物敏性过盈值
高到１０℃ 以上已经成为一个重要的课题，这也是２
０引言
采油用螺杆泵是一种容积式泵，其运动件只有
体的三元共聚物，如羧基丁腈橡胶、部分交联丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶等。
１２影响因素．
产生抽汲和推挤作用，使液、气、固３相混输效果
良好。我国从２０世纪８０年代中后期开始研发和应用螺杆泵采油技术，目前已经具备独立生产各型螺杆泵的条件，但南于材料缺陷，其最大扬程、寿命均与同型号的国外产品存在差距。螺杆泵定子材料
一
丁腈橡胶在深井采油领域能够获得更好应用的前
提。丁腈橡胶是由丁二烯与丙烯腈聚合而成的，按聚合温度分为高温聚合丁腈橡胶及低温聚合丁腈橡
胶，按应用范围可分为通用型和特殊型丁腈橡胶。通用型丁腈橡胶主要指丁二烯与丙烯腈的二元共聚物，用途广泛，而特殊型丁腈橡胶包括引进第３单
发挥螺杆泵在稠油携砂冷采中的作用，以及延长螺
胶进行压缩／回复作用，使定子橡胶产生疲劳，进
而导致老化，橡胶性能下降。对于固定配方的定子

螺杆泵采油技术新进展

螺杆泵采油技术新进展《World Oil》2000年3月号报道了有关螺杆泵采油的几项新成果，下面对其作一简要介绍。

1、新型螺杆泵定子加拿大Weatherford公司正在研制与试验一种壁厚均匀的橡胶定子技术。

该技术在提高螺杆泵的耐久性、可靠性和灵活性方面前景可观。

正在稠油井中进行6台泵现场试验，运行时间最长的达8个月。

生产常规螺杆泵定子时，橡胶注入在厚壁钢管中，形成一个双内螺旋。

这种结构曾被认为是生产定子最经济的方法。

但在螺旋最宽的部分，热量容易聚集，有可能导致定子过早失效。

而这种壁厚均匀的新型橡胶定子具有以下特点：1) 良好的散热特性—橡胶在较低温度下运行，具有更好的机械性能，且定子橡胶件因应力或磨损造成的损坏也较少。

2) 均匀的橡胶膨胀—由于橡胶厚度均匀，橡胶膨胀时也很均匀。

因此，在用于磨蚀性环境时，更便于选择合适的转子尺寸。

3) 较宽的适用范围—可用于含较高浓度芳香族化合物、C02和H2S的井以及高温井中。

该系统额定压力较高。

常规的螺杆泵依靠转子和定子间的过盈配合产生密封，而壁厚均匀的定子与转子间的过盈配合量小，能更好地配合，因此泵能承受较大的压力，这就意味着泵可以设计得更短。

2、防漏盘根盒R&M Energy Systems公司研制出一种可用于螺杆泵驱动头的新型盘根盒。

该新型盘根盒可以与各种驱动头相配用。

盘根盒采用专用记忆型编绳填料，密封效果非常好，且绝不会变形。

与其他类型的环保密封装置相比，此盘根盒维护简单且易于安装和保养。

这种驱动头盘根盒装有一个外部环保收集罐，如果填料开始泄漏，此罐可以将漏失的井液重新引入安全位置。

当卸掉顶驱的机械部件进行检修时，可将盘根盒完全拆开，以保持井口压力。

为确保安全，还可采用防污染盘根盒接头(APA)检漏和开关装置防止盘根盒发生泄漏。

螺杆泵的工作特性分析及应用探讨

螺杆泵的工作特性分析及应用探讨摘要：作为—种新型的人工升举方式，螺杆泵因其投资少、结构简单、操作灵活方便等特l生备受青睐与肯定，在我国油田中发挥了重要作用，是油田开采的主要方式。

但是不可否认的是.在实际使用过程中.螺杆泵在依然存在不完善之处。

需要我们在下一步设计中有所优化。

本文主要针对螺杆泵的工作特性进行分析，探究了其改进方式与应用发展。

随着科技的发展，机械采油在石油开采中发挥了越来越大的作用，相比较于传统的人工操作，其技术更加成熟，操作更加方便，在性能上更具有稳定性，在世界各国油田开采中发挥了重要作用。

目前我国的油田开采在经历成熟发展后逐渐进入到油田开采的后一阶段，机械开采的优势更加明显。

近年来新问世的螺杆泵成为机械采油的主要采油设备，利用前景十分广阔，为我国油田的开采注入了新的活力。

1.目前国内螺杆泵的种类分析在当前形势下，我国的螺杆泵主要分为两种形式，一种为地面驱动型单螺杆泵，另一种是潜油电机驱动的螺杆泵，是我国目前主要的两大采油系统。

前者主要借助地面的动力带动抽油杆柱旋转，最终达到转子低速转动进行生举开采。

后者主要是借助井下的潜油机直接驱动螺杆泵来进行采油作业。

这两种形式的螺杆泵在我国国内油田开采中都比较有市场。

2.螺杆泵的工作特性分析螺杆泵作为我国油田开采的主系统，有着独特的工作特性与工作原理，鉴于在使用中发现的不足，我国积极加大对螺杆泵的改良分析，从螺杆泵的容积效率、定子型线、过盈量三个方面对螺杆泵工作特性进行了阐述。

2.1.螺杆泵的容积效率我国华东石油大学针对机械开采进行了项目专题研究，试验内容主要涉及介质温度、粘度两大因素对螺杆泵的工作特性影响情况。

通过试验我们发现，介质温度与粘度对螺杆泵影响最为明显的是螺杆泵容积效率，在此次研究中对螺杆泵的实际工作特性曲线进行了一定的数值模拟，尝试探讨了螺杆泵的定子橡胶溶胀情况对容积效率的明显影响，大量的研究结果表明，对螺杆泵的结构参数与工作参数进行结构上的优化可以明显的改善设备损耗，延长螺杆泵的使用寿命与工作周期。

单螺杆泵定子的讲解

单螺杆泵定子的讲解单螺杆泵的关键易损件有转子、定子，定子的耐磨质量直接关系到泵的应用寿命，而定子的材质都为橡胶，计研发时务必参考定子齿形曲线的精确状况与材质选取的准确与否，这直接决定了定子寿命的长短。

而橡胶材质配方的选取务必顾及传输何种液体(液体的成分与液体的腐蚀性等)与液体的温度，及其橡胶的硬度、橡胶在液体中的膨胀率与扯断强度等。

橡胶压注后的性能，不仅能决定定子的寿命,甚至会影响到泵能否正确运作，例如：传输油类液体务必挑选丁晴橡胶，因为许多橡胶不耐油类液体;传输高温液体应挑选氟橡胶等。

单螺杆泵定子的讲解:硬度是定子橡胶性能好坏的极为关键的指标：它是以弹性表层受垂直方向定量压力时抵抗受力的状况量化后来表达。

我国最常用的是邵氏(A)硬度(测定标准为GB/T 531-1983)。

通常挑选橡胶定子的硬度应参考：含有颗粒的液体应取低些，纯净净液体则可取较高的硬度;粘度较小的液体，硬度可适当高等：单螺杆泵在应用流程中由于应用不当或是由于腐蚀、磨坏等因素致使螺杆泵定子胶套损坏之后，出现泵不出液压头及泵流量均有明显下降的状况出现，这时就需要调换新的螺杆泵定子。

依据不用工况、不同液体特性、操控应用状况、定子材质等因为决定，在正确应用状况下，由液体特性决定，通常在1至2年内就需要调换。

定子材质受多种原因的影响，如温度、芳香族化合物、H,S等，因而深入研究不同环境工况下的定子衬套材质是提升采油单螺杆泵性能与运转寿命的关键。

目前外国首要研发了4种橡胶材质做为单螺杆泵定子衬套副的材质，即丁腊橡胶、超高丙烯腊含量橡胶、氢化丁睛橡胶与含氟橡胶。

目前外国开发的高丙烯睛含量橡胶能成功地用于温度为40℃、芳香族化合物含量达11%的油并中;研发的氢化丁睛橡胶能较好地适应二氧化碳、硫化氢与甲烷的环境(CO,. H,S的含量可达2 %)，且能维持较好的机械性能，这种橡胶已成功地用于250℃的高温油并中，氟橡胶能适应较高的温度，但机械性能不够好.因而运转寿命不长。

螺杆泵失效原因分析及预防对策

螺杆泵失效原因分析及预防对策作者：王桂萍来源：《科技创新导报》2011年第07期摘要:介绍了井下螺杆泵定子最常见的几种失效形式,并给出了相应的解决办法。

关键词:螺杆泵失效原因分析对策中图分类号:TE933 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0076-011 引言据美刊《WorldOi l 》报道, 在相同工况条件下,螺杆泵、电动潜油离心泵和抽油机有杆泵的机械效率分别为63.4%、52.4%和50.4%,地面驱动螺杆泵在开采含砂流体和举升稠油方面有比其他采油方式无法比拟的优势,因此地面驱动螺杆泵采油举升工艺在油田的应用越来越多,随着其应用数量的增多,其出现的故障问题的数量也越来越多,因此对螺杆泵井的各种失效原因进行分析,采取有针对性的措施,有助于延长螺杆泵井的使用寿命。

2 螺杆泵失效原因分析2.1 抽油杆失效原因分析（1）杆柱断裂:杆柱断裂的主要原因有:①抽油杆杆体外径选择偏小,一是因为泵杆不匹配,即泵型较大,工作扭矩较大,造成杆体剪应力较大;二是因为泵挂太深,举升高度过高,造成杆体拉应力增大。

②杆体在制造或使用过程产生缺陷。

③卡泵或堵塞,造成扭矩过大扭断杆体。

（2）杆柱脱扣:①惯性力作用:螺杆泵生产时,杆柱存储一定量的弹性变形能量,停机时,杆体释放弹性变形能量,会造成杆高速反转。

②液压力作用:对于一些产液能力较强并有一定自喷能力的螺杆泵井,停机后,泵压高于回压,从而驱动转子转动实现自喷生产。

③施工作业:在施工作业过程中,如果杆柱联接螺纹上扣扭矩不足,很容易使上部杆柱脱扣。

在维护工作中,如果不注意电动机三相电的相序,也会出现电动机反转,致使杆柱反转的误操作,必然会使杆柱脱扣。

（3）滑扣:滑扣是抽油杆螺纹被剪断而失效的现象,螺杆泵井抽油杆螺纹牙总体表现为受剪切,即承受杆柱的拉力P,又承受载荷扭矩M。

如螺纹配合精度下降,间隙过大,螺纹圈数t会减小,螺纹牙的抗剪能力就会下降,一旦载荷扭矩过大,将会造成螺纹牙的载荷增加,从而使螺纹剪断,造成撸扣。

螺杆泵转子定子磨损原因

螺杆泵转子定子磨损原因引言螺杆泵作为一种常见的离心泵，在工业领域中广泛应用。

然而，螺杆泵在长期使用过程中，转子和定子之间的磨损问题时常出现。

本文将探讨螺杆泵转子定子磨损的原因，并提供解决方案，以延长螺杆泵的使用寿命。

1.温度过高导致磨损螺杆泵在工作时会产生摩擦，摩擦会引发局部高温。

当泵的润滑和冷却不足时，高温将导致转子和定子表面的磨损加剧。

解决这一问题的方法包括：-确保螺杆泵的润滑系统正常工作，定期更换润滑油。

-定期检查和清理冷却系统，保证冷却效果良好。

-对高温区域增加陶瓷或金属涂层，提高耐磨性。

2.泵内颗粒物引起磨损螺杆泵在使用环境中，会不可避免地受到颗粒物的影响。

这些颗粒物可能来自于泵送介质或外部环境。

当这些颗粒物进入螺杆泵内部时，会导致转子和定子表面的磨损。

为了减轻此类问题的影响，可以采取以下措施：-在进入泵的介质中增加过滤系统，过滤掉大量颗粒物。

-定期清洗泵体内部，确保转子和定子表面清洁。

-使用更耐磨的转子和定子材料，提高其抵抗颗粒物磨损的能力。

3.润滑不良导致磨损螺杆泵的正常工作需要润滑剂的辅助，润滑不良可能导致转子和定子的磨损。

为了避免润滑不良导致的磨损问题，我们可以采取以下建议：-定期检查和维护润滑系统，确保润滑剂的供应畅通。

-使用高质量的润滑剂，并根据设备要求进行更换。

-对润滑系统进行定期清洗，以清除可能导致润滑不良的污垢。

4.设计和制造缺陷引发磨损有时螺杆泵的转子定子磨损问题可能是由于设计和制造上的缺陷导致的。

这可能包括转子或定子的材料选择不合理，结构过于薄弱等。

要解决这些问题，需要：-与制造商或供应商沟通，了解设备的设计和制造细节。

-对于存在缺陷或问题的零部件，及时更换或修复。

-在购买新设备时，选择信誉好、质量可靠的制造商。

结论螺杆泵的转子定子磨损是其正常运行过程中常见的问题。

通过正确的维护和预防措施，我们可以延长螺杆泵的使用寿命，提高工作效率。

在解决磨损问题时，关注温度、颗粒物、润滑和设计制造等因素，将有助于减轻磨损问题的发生。

螺杆泵定子橡胶材料制备及力学性能研究

螺杆泵定子橡胶材料制备及力学性能研究。

螺杆泵定子橡胶材料制备及力学性能研究是一项重要的研究内容，它
不仅可以提高螺杆泵的性能，而且可以提高螺杆泵的使用寿命。

首先，在螺杆泵定子橡胶材料制备过程中，需要选择合适的橡胶原料，并进行精细加工，以确保橡胶材料的质量。

其次，在橡胶材料制备过
程中，需要考虑橡胶材料的热稳定性、耐磨性、耐油性、耐腐蚀性等
性能，以确保橡胶材料的质量。

最后，在橡胶材料制备过程中，需要
考虑橡胶材料的抗拉强度、抗压强度、抗拉伸性能等力学性能，以确
保橡胶材料的质量。

在螺杆泵定子橡胶材料力学性能研究方面，首先需要对橡胶材料进行
力学性能测试，以确定橡胶材料的抗拉强度、抗压强度、抗拉伸性能
等力学性能。

其次，需要对橡胶材料进行热稳定性、耐磨性、耐油性、耐腐蚀性等性能测试，以确定橡胶材料的性能。

最后，需要对橡胶材
料进行耐久性测试，以确定橡胶材料的耐久性。

总之，螺杆泵定子橡胶材料制备及力学性能研究是一项重要的研究内容，它不仅可以提高螺杆泵的性能，而且可以提高螺杆泵的使用寿命。

因此，在螺杆泵定子橡胶材料制备及力学性能研究方面，应该加强研究，以提高螺杆泵的性能和使用寿命。

螺杆泵橡胶套磨损损坏的原因都有哪些及工作原理

螺杆泵橡胶套磨损损坏的原因都有哪些及工作原理螺杆泵橡胶套磨损损坏的原因都有哪些？螺杆泵是用钢材作转子，橡胶做定子。

制作定子的材料一般是丁腈橡胶，这是由于丁腈橡胶具有很好的耐油性。

钢材比橡胶耐磨，这就决议了螺杆泵的失效形式紧要是胶套的磨损。

也就是说，螺杆泵的使用寿命与定子的使用寿命关系最大。

要延长定子的使用寿命，就需要减小橡胶的磨损。

单螺杆泵定子损坏的原因有以下几点：1、螺杆泵定子橡胶脱壳。

紧要原因的粘结剂选择不当、粘结泵壳的内表面处理不当或内表面不洁等因素造成。

2、螺杆泵定子橡胶掉块。

紧要原因是选择的橡胶硬度过大、橡胶硫化时“过硫”、橡胶“早期硫化”或定子和转子搭配的过盈量过大等。

3、螺杆泵定子橡胶不耐磨。

螺杆泵大多输送含杂质的介质，而橡胶定子拉伸强度比压缩强度低得多，一旦有硬颗粒杂质嵌入后，嵌入橡胶的硬颗粒在受到转子旋转的拉力作用下，定子表面就会产生拉伸变形，使之显现分子链的断裂，即超过了分子链的强度，于是定子就显现裂纹、扩展直至破坏。

此外，泵运行时定子受到硬颗粒的切削作用，产生的磨损也是定子破坏的一个紧要原因。

因此，正确选择胶料就显得尤为紧要，选择不恰当则定子更易磨损。

除了胶料配方不合理、含胶率太低、橡胶硬度选择不当外，定子和转子搭配的过盈不均匀或过盈量太大，介质恶劣或橡胶已老化等也是定子不耐磨的一个紧要原因。

4、螺杆泵定子齿形曲线形状变形。

紧要原因是橡胶抗压缩变形性能差、压制橡胶的生产工艺掌控有问题造成硫化不够、压制用的定子型芯形状不精准、压制时定子型芯放置偏心、定子型芯表面质量或定子腔橡胶表面质量差等因素。

要确保橡胶定子的质量，首要条件是依据使用的工况和介质情况正确选择橡胶品种。

在保存定子时要避开阳光照射、零下20°c或高温的环境、粉尘或油污等污染和腐蚀性介质的接触，还要注意存放不要过期，避开老化（通常依据胶种存放期为半年到一年）。

5、螺杆泵定子型芯的体积橡胶定子在压注橡胶时，必需知道压注一个定子所需的橡胶量，也就是说要知道定子内螺旋腔的容积，即定子型芯的体积。

橡胶材料疲劳寿命影响因素及研究方法综述

*通信联系人（weiyt@tsinghua. edu. cn）
异的柔软性、绝缘性、耐磨性和阻隔性而广泛应用于轮胎、胶管、减震器、密封件、输送带和橡胶坝等制品中。这些橡胶制品常在周期性交变应力下使用，因此橡胶材料的耐疲劳性能往往决定了橡胶制品的使用寿命。传统上，橡胶材料的疲劳研究
1 橡胶材料疲劳寿命的影响因素 1. 1 胶料配方
胶料配方是决定橡胶材料耐疲劳性能的关键因素，一直是橡胶制品研发的重点。在结构、受力条件和使用环境等一定的情况下，橡胶制品的疲劳寿命与胶料配方设计息息相关，尤其是生胶、填料、硫化剂体系和防护体系等的选择对橡胶材料耐疲劳性能影响很大。 1. 1. 1 生胶
胶（NR）和丁苯橡胶（SBR）较差。提高橡胶分子链的不饱和度可提高其耐热氧
老化性能，如 HNBR 的热氧稳定性优于丁腈橡胶（NBR）[2]。生胶的相对分子质量和分子结构对橡胶材料的耐疲劳性能有较大影响，J. Zhao等[3]研究表明相对分子质量较低的SBR具有较好的耐疲劳性能，顺式含量较高的顺丁橡胶（BR）耐疲劳性能较好，原因是应变诱导结晶延迟了疲劳失效。表1为某轮胎胎侧胶配方比较，正常配方试样在屈挠试验中屈挠 1 5 万次时发生裂口，而试验配方试样在屈挠 5 0 万次时仍未出现裂口。可见，在配方中适当增大BR并用比有利于提高胎侧胶的耐疲劳性能。
橡胶的化学微观结构[决定玻璃化温度（Tg）、热氧稳定性和应变诱导结晶[1]等]、相对分子质量及支链、内部杂质以及橡胶并用等都会影响橡胶制品的疲劳寿命。如氟橡胶和氢化丁腈橡胶（HNBR）等特种橡胶的热氧稳定性较好，而天然橡

螺杆泵转子磨损机理研究及解决方案

转子与定子在衬套直线段中点接触时的相对滑动速度最大；定子橡胶衬套型线在直线段为内凸状，
且在直线段中点内凸最大，性转子在该点挤压橡胶衬套的接触应力最大；于滑动速度和接触应刚由
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