螺杆泵教材2005讲解
第三章 螺杆泵.
图3-1 单螺杆泵的螺杆
螺杆泵定子衬套
螺杆泵定子衬套是由橡胶衬套粘接在钢体外套 内形成的，其的断面形状是由两个半径为R(等 于螺杆断面的半径)的半圆和两个长度为4e的直 线段组成的长圆形，如图3-2所示。衬套的内表 面就是由很多这样的断面所组成的导程为T(T ＝2t)的双头内螺旋面。衬套的旋向与螺杆的旋 向是相同的。
（6）特点
由于螺杆泵的衬套由橡胶制成，螺杆与 衬套间的相对运动为滚动加滑动，为高 粘度、高含砂、高含气原油的输送创造 了有利的条件，加之螺杆泵的运动件少， 过流面积大，油流扰动小，使其能在高 粘原油中高效工作。
3、单螺杆泵的理论流量与泵效计算
单螺杆泵的理论流量由下式计算： Qi＝4eDTn m3/min 或 Qi＝5760eDTn m3/d 式中 e——螺杆的偏心距， m； D——螺杆断面的直径， m； T——定子衬套的导程， m; n－—螺杆的转速。 r/min 单螺杆泵的泵效由下式计算： η＝Q／Qi 式中 η——单螺杆泵的泵效。 Q――单螺杆泵的实际产液量；
螺杆泵缺点：
(1)定子最容易损坏，检泵次数多，每次检泵， 必须起下管柱。 (2)泵需要较好的润滑，如果泵只靠极低粘度的 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)定子的橡胶不适合在注蒸汽井中应用。 (4)若操作人员不经适当操作训练，操作失误， 就会造成泵损坏。 (5)它与有杆泵比较，总压头较小。目前现场应 用在井深1000m左右的井。
螺杆泵工作的过程本质上也就是密封腔室不断形成、推移和消失的过程。
（3）密封腔的形成、推移与消失
当螺杆转动时，螺杆 — 衬套副中靠近吸人端的第一个 腔室的容积增加，在压力差的作用下，混合液便进入 第一个腔室。之后该腔室形成封闭；以螺旋方式向排 出端移动，并最终在排出端消失。同时在吸入端又形 成新的密封腔。
螺杆泵基本知识
螺杆泵基本知识• 1•下一篇文章点击图片查看下一篇文章螺杆泵结构图示1-后盖 2-泵体 3-主动螺杆 4-从动螺杆 5-前盖双头、右旋、凸螺杆>组成两根从动螺杆+一根主动螺杆=螺杆泵双头、左旋、凹螺杆螺杆泵工作原理：V密形成：必须满足四个密封条件，才能形成密封积。
主从动螺杆共扼；螺杆根数和螺纹头数须满足一定关系；泵体最小长度应大于螺杆的导程；保证最小径向间隙，才能形成空间八字形密封容积。
左面吸油V密变化：当主动螺杆逆时针方向旋转时〈右面压油吸压油口隔开：同时必须满足上述四个密封条件螺杆泵的特点：结构简单，体积小，重量轻，运转平稳，噪声小，寿命长，流量均匀，自吸能力强，容积效率高，无困油现象；但螺杆齿形复杂，不易加工，精度难以保证。
螺杆泵• 1•下一篇文章一种利用螺杆的旋转来吸排液体的泵，它最适于吸排黏稠液体.1. 螺杆泵的基本工作原理螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。
图1表示三螺杆泵的剖视图。
图中，中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动回转，两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。
主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹。
由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间，就会被分隔成一个或多个密封空间。
随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在各空间中的液体不断排出，犹如一螺母在螺纹回转时被不断向前推进的情形那样，这就是螺杆泵的基本工作原理。
螺杆与壳体之间的密封面是一个空间曲面。
在这个曲面上存在着诸如ab或de 之类的非密封区，并且与螺杆的凹槽部分形成许多三角形的缺口abc、def。
这些三角形的缺口构成液体的通道，使主动螺杆凹槽A与从动螺杆上的凹槽B、C相连通。
而凹槽B、C又沿着自己的螺线绕向背面，并分别和背面的凹槽D、E 相连通。
由于在槽D、E与槽F(它属于另一头螺线)相衔接的密封面上，也存在着类似于正面的三角形缺口a’b’c’，所以D、F、E也将相通。
泵类书籍全书教材课程
械手等。通过案例分析，展示比例阀与变量叶片泵的结合如何提升液压
系统的性能。
06
实验环节与课程总结
实验目的和要求
掌握泵的基本工作原理和性能特点
01
通过实验了解不同类型泵（如离心泵、往复泵等）的工作原理，
理解其性能特点及应用范围。
熟悉泵的操作和维护
02
学习泵的正确操作方法，了解日常维护和保养的注意事项，确
泵的分类
根据工作原理和结构特点，泵可分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵。容积 式泵包括往复泵和回转泵，动力式泵包括离心泵、轴流泵和混流泵等。
泵的工作原理及结构
工作原理
不同类型的泵具有不同的工作原理。例如，离心泵依靠叶轮旋转产生的离心力将液体甩出，同时在叶轮中心形成 负压吸入液体；往复泵则通过活塞在缸体内的往复运动来改变工作室的容积，从而吸入和排出液体。
特性曲线
泵的特性曲线是描述泵性能参数之间关系的曲线图，通常包括流量-扬程曲线、 流量-功率曲线和流量-效率曲线等。这些曲线图可以帮助了解泵在不同工况下的 性能表现，为泵的选型和运行管理提供依据。
02
常见类型泵介绍Leabharlann 离心泵0102
03
工作原理
离心泵通过叶轮旋转产生 离心力，使液体获得动能 和静压能，从而实现液体 的输送。
THANKS
感谢观看
结构组成
泵的主要结构包括原动机、传动装置、工作部分（如叶轮、活塞等）和辅助部分（如轴承、密封件等）。其中， 原动机提供动力，传动装置将动力传递给工作部分，工作部分实现液体的输送或增压，辅助部分则保证泵的正常 运行和密封性能。
泵的性能参数与特性曲线
性能参数
泵的性能参数主要包括流量、扬程、功率、效率等。流量表示单位时间内通过泵 的液体体积，扬程表示液体在泵的作用下获得的能量（即液体的提升高度或压力 ），功率表示泵的输入功率或输出功率，效率则表示泵的能量转换效率。
螺杆泵培训教材
螺杆泵培训教材回用水装置设备培训教材螺杆泵什么是螺杆泵？一种利用螺杆的旋转来吸排液体的泵，适于吸排黏稠液体。
单螺杆泵是一种单螺杆式输运泵,它的主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆(称转子)和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套(称定子) 螺杆泵的工作原理：单螺杆泵是一种内啮合偏心回转的容积泵，泵的主要构件：一根单头螺旋的转子和一个通常用弹性材料制造的具有双关螺旋的定子，当转子在定于型腔内绕定子的轴线作行星回转时，转定子之间形成的密闭腕就沿转子螺线产生位移；因此就将介质连续地，均速地、而且容积恒定地从吸入口送到压出端单螺杆泵的特点：单螺杆泵由于结构和工作特性，与活塞泵离心泵、叶片泵、齿轮泵相比具有下列诸多优点：能输送高固体含量的介质；流量均匀压力稳定，低转速时更为明显；流量与泵的转速成正比，因而具有良好的变量调节性；一泵多用可以输送不同粘度的介质；泵的安装位置可以任意倾斜；体积小，重量轻、噪声低，结构简单，维修方便。
螺杆泵的操作一、开机前的检查1)检查电机与泵的同心度是否合格(专业人员),注意电机的接地线是否完好2)检查润滑油的油位是否正常3)盘车2-3圈，确认转动灵活没有卡阻4)检查电机与泵的各个紧固点是否牢固，地脚螺栓是否松动5)看看各法兰接头和阀门是否安装牢靠有无松动现象6)确定出口压力表是否安装完好二、开机操作程序1)通知控电室送电2)打开泵的排气阀和进口阀进行灌泵，将泵内空气排尽3)关闭排气阀，打开出口阀，然后点动启停泵，查看泵的转向是否正确4)按下开机按钮，启动电源，监测泵的运行情况，看是否稳定，有无异常的杂音或振动三、运行过程注意事项1)根据需要调节入口阀的开度进行负荷调整2)出口阀及出口管线上的其它阀门要保持全开3)查看泵的行程和出口压力是否正常4)检查润滑油的油位，低于一半时要及时补充5)检查泵轴温度是否正常，有无异常杂音或振动四、停机的操作步骤1)打开冲洗管线上的调节阀，对泵及管线进行冲洗置换，冲洗时间不少于15分钟，然后关闭冲洗调节阀2)立即按停机按钮，再关闭泵的进出口阀3)注意：冬季停机时，要打开泵吸入室底端的放空螺栓，使积液放空螺杆泵的故障分析一、泵不转动1)电源不对，电机参数有误2)泵内有杂质3)如泵或定子为新的，摩擦力太大4)定子受腐蚀发生膨胀5)介质温度较高而使定子膨胀6) 由于介质中含有固体而堵塞7)泵停车后介质沉淀变硬8)介质粘度或比重过高9) 电机与泵不同心10) 备件错误检查电机标牌数据，电压、相位及频率清除杂质灌满液体，手动转泵改变定子材料降低介质温度或使用小一号转子降低固液比每次用完泵后要冲洗测量并与说明书比较调整电机与泵位置检查并与旧零件对比二、泵不出水1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9)入口管路没有被浸满液体入口管路有空气泵转数低吸程过高泵干转，没灌满定子磨损严重转子磨损严重转向错误出口压力过高10) 介质粘度或比重过高11) 备件错误重新安装入口管路拧紧连接，阻止泄漏提高电机转数减少吸入损失，降低泵高度，增加管路直径从入口管路灌满泵更换定子并检查转子更换转子改变电机极性打开出口阀，减少出口管路长度，除去堵塞物，增加管路直径测量并与说明书比较如果泵已经重装，检查并与旧零件对比三、出口流量少1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)电源不对，电机参数有误泵内有杂质由于介质中含有固体而堵塞泵停车后介质沉淀变硬入口管路没有被浸满液体入口管路有空气泵转数低吸程过高9) 泵干转，没灌满10) 定子磨损严重11) 转子磨损严重12) 出口压力过高13)入口泄漏14)定子材料易碎15) 介质粘度或比重过高16)备件错误检查电机标牌，电压、相位及频率清除杂质降低固液比每次用完泵后要冲洗重新安装入口管路拧紧连接，阻止泄漏提高电机转数减少吸入损失，降低泵高度，增加管路直径从入口管路灌满泵更换定子并检查转子更换转子打开出口阀，减少出口管路长度，除去堵塞物，增加管路直径拧紧管路连接更换定子测量并与说明书比较如果泵已经重装，检查并与旧零件对比四、.出口流量不稳定1) 2) 3) 4) 5)由于介质中含有固体而堵塞泵停车后介质沉淀变硬入口管路没有被浸满液体入口管路有空气吸程过高6) 定子磨损严重7) 转子磨损严重8) 入口泄漏9) 泵转数过高10) 介质粘度或比重过高11) 备件错误降低固液比每次用完泵后要冲洗重新安装入口管路拧紧连接，阻止泄漏减少吸入损失，降低泵高度，增加管路直径更换定子并检查转子更换转子拧紧管路连接降低电机转数测量并与说明书比较如果泵已经重装，检查并与旧零件对比五、.电机过载1) 2) 3) 大4) 5) 6) 7) 8) 9)电源不对，电机参数有误泵内有杂质如泵或定子为新的，摩擦力太定子受腐蚀发生膨胀介质温度较高而使定子膨胀由于介质中含有固体而堵塞泵停车后介质沉淀变硬泵干转，没灌满出口压力过高检查电机电压、相位及频率清除杂质灌满液体，手动转泵改变定子材料降低介质温度或使用小一号转子降低固液比每次用完泵后要冲洗从入口管路灌满泵打开出口阀，减少出口管路长度，除去堵塞物，增加管路直径降低电机转数测量并与说明书比较更换驱动轴如果泵已经重装，检查并与旧零件对比10) 11) 12) 13)泵转数过高介质粘度或比重过高驱动轴弯曲备件错误六、泵的噪音大1) 2) 3) 4) 5) 6)泵内有杂质由于介质中含有固体而堵塞泵停车后介质沉淀变硬入口管路没有被浸满液体入口管路有空气吸程过高7) 泵干转，没灌满8) 定子磨损严重9) 转子磨损严重10) 入口泄漏11) 定子材料易碎12) 泵转数过高13) 介质粘度或比重过高14) 驱动轴弯曲15) 电机与泵不同心16) 驱动轴承磨损17) 备件错误清除杂质降低固液比每次用完泵后要冲洗重新安装入口管路拧紧连接，阻止泄漏减少吸入损失，降低泵高度，增加管路直径从入口管路灌满泵更换定子并检查转子更换转子拧紧管路连接更换定子降低电机转数测量并与说明书比较更换驱动轴调整电机与泵位置更换轴承如果泵已经重装，检查并与旧零件对比七、定子磨损过快1) 2) 3) 4) 5)定子受腐蚀发生膨胀介质温度较高而使定子膨胀由于介质中含有固体而堵塞泵停车后介质沉淀变硬吸程过高6) 泵干转，没灌满7) 转子磨损严重8) 出口压力过高9) 定子材料易碎10) 泵转数过高11) 备件错误改变定子材料降低介质温度或使用小一号转子降低固液比每次用完泵后要冲洗减少吸入损失，降低泵高度，增加管路直径从入口管路灌满泵更换转子打开出口阀，减少出口管路长度，除去堵塞物，增加管路直径更换定子降低电机转数如果泵已经重装，检查并与旧零件对比1) 介质温度较高而使定子膨胀2) 泵停车后介质沉淀变硬3) 吸程过高4) 出口压力过高5) 定子材料易碎6) 泵转数过高7) 备件错误降低介质温度或用小一号转子每次用完泵后要冲洗减少吸入损失，降低泵高度，增加管路直径打开出口阀，减少出口管路长度，除去堵塞物，增加管路直径更换定子降低电机转数如果泵已经重装，检查并与旧零件对比。
螺杆泵中文说明书-普
3.1 包装及运输............................................................................................................................................6 3.2 储存........................................................................................................................................................7
8 故障的发现及排除 ...................................................................................................................15
8.1 故障表..................................................................................................................................................15 8.2 如何根据出现的故障来寻找产生的原因 ..........................................................................................15
单螺杆泵课程设计
单螺杆泵课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解单螺杆泵的工作原理与结构组成，掌握其与一般离心泵的区别。
2. 学生能够描述单螺杆泵的主要性能参数，如流量、扬程、效率等，并了解这些参数对选型和应用的影响。
3. 学生能够掌握单螺杆泵的安装、调试及维护的基本方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析单螺杆泵在实际工程中的应用场景，并进行合理的选型设计。
2. 学生通过实验和模拟操作，能够掌握单螺杆泵的性能测试方法，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习单螺杆泵的相关知识，培养对泵类设备的研究兴趣，激发创新意识。
2. 学生在学习过程中，养成合作、探究的学习习惯，增强团队协作能力。
3. 学生能够认识到单螺杆泵在现代工业领域的重要作用，增强社会责任感和使命感。
针对课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力，培养具备实际工程应用能力的高素质人才。
二、教学内容1. 单螺杆泵概述- 单螺杆泵的定义、分类及应用领域。
- 单螺杆泵与一般离心泵的对比分析。
2. 单螺杆泵工作原理与结构- 工作原理的动画演示及讲解。
- 单螺杆泵的主要结构部件及功能。
3. 单螺杆泵性能参数- 流量、扬程、效率等性能参数的定义及计算公式。
- 性能曲线的分析与应用。
4. 单螺杆泵选型与设计- 选型依据及步骤。
- 设计计算实例解析。
5. 单螺杆泵的安装、调试与维护- 安装要求及注意事项。
- 调试方法及步骤。
- 维护保养知识及技巧。
6. 单螺杆泵性能测试- 实验设备与测试方法。
- 性能测试数据整理与分析。
根据以上教学内容，制定详细的教学大纲，明确教学内容的安排和进度。
教材章节与内容对应如下：第一章：泵的基础知识第二章：单螺杆泵概述第三章：单螺杆泵工作原理与结构第四章：单螺杆泵性能参数第五章：单螺杆泵选型与设计第六章：单螺杆泵的安装、调试与维护第七章：单螺杆泵性能测试确保教学内容科学、系统，符合课程目标和教学实际需求。
螺杆泵教材2005讲解
构 X2
t
R Z2
y2 y M
O1 β
x
α O2
x2
转子可视为半径为R的圆片沿着螺距为t、偏心为e的螺旋线连续移动所形成的轨迹。
定子型线
定子衬套曲面是由两个半径为 R（转子半径）的半圆和 两条长度为 4e的直线段组成的封闭对称曲线以长度 T（T=2t）
为导程螺旋旋转形成空间螺旋曲面。
y1
A
O1
x1
螺杆泵定子是用丁腈橡胶衬套浇铸粘接在钢体外套内而形成的一种腔 体装置。定子内表面呈双螺旋曲面，与转子外表面相配合。
螺杆泵工作原 理是什么？
沿着螺杆泵的全长，在转 子外表面与定子橡胶衬套内表 面间形成多个密封腔室；随着 转子的转动，在吸入端转子与 定子橡胶衬套内表面间会不断 形成密封腔室，并向排出端推 移，最后在排出端消失，油液 在吸入端压差的作用下被吸入， 并由吸入端推挤到排出端，压 力不断升高，流量非常均匀 。
T
Fy
TZ
Fω
Fa
轴向力 : 横向力 : 惯性力 :
Fa ? ? 16 Re ? P
4 Rt
Fy ? ? ? P
F?
?
1 2
?
R
2
e?
t 2 ? 4? 2 e 2 ? 2
负载扭矩 : T ? 16eRt ? P 2?
倾倒力矩 : TZ
?
4Rt 2
?2
?P
摩擦扭矩 : Tf ? f
64e2
?
256t
?4
式中:
Ty --流体的扭矩， N.m；
pout --泵出口压力，MPa； pin --泵入口压力，MPa。
Ty
?
8eDt 2π
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。
螺杆泵教材
地面驱动单螺杆泵采油系统由哪几部分组成？
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可分为地面和井下两大部
分。地面部分包括:驱动头和
控制柜，井下部分包括：井
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下泵、抽油杆、油管、配套
工具等。
1－电控箱； 2-电机； 3-皮带； 4-方卡子； 5-光杆； 6-减速箱； 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-防脱装置；16-筛管
配套工具部分
（1）专用井口：简化了采油树，使用、维修、保养方便，同时增强 了井口强度，减小了地面驱动装置的振动，起到保护光杆和换盘根时密 封井口的作用。
（2）光杆：强度大、防断裂，光洁度高，有利于井口密封。 （3）抽油杆扶正器：避免或减缓杆柱与管柱的磨损，使抽油杆在油 管内居中，减缓抽油杆的疲劳。 （4）油管扶正器：减小管柱振动。 （5）抽油杆防倒转装置：防止抽油杆倒扣。 （6）油管防脱装置：锚定泵和油管，防止油管脱落。 （7）防蜡器：延缓原油中胶质在油管内壁沉积速度。 （8）防抽空装置：地层供液不足会造成螺杆泵损坏，安装井口流量 式或压力式抽空保护装置可有效地避免此现象的发生。 （9）筛管：过滤油层流体。
一、螺杆泵基础知识
螺杆泵又叫渐进容积式泵， 由定子和转子组成，两者由螺旋 状过盈配合形成连续密封的腔体 ，通过转子的旋转运动实现对介 质的传输。
螺杆泵工作原 理是什么？
沿着螺杆泵的全长，在转 子外表面与定子橡胶衬套内表 面间形成多个密封腔室；随着 转子的转动，油液在吸入端压 差的作用下被吸入，并由吸入 端推挤到排出端，排除端的压 力不断升高，直到将油液举升 到地面，流量非常均匀 。
螺杆泵专业知识讲解
一、螺杆泵结构
井下电动潜油螺杆泵
地面驱动井下螺杆泵
一、螺杆泵结构
螺杆泵系统由电控部分、地面驱动部分、 井下螺杆泵及一些配套工具组成。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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1－电控箱； 2-电机； 3-皮带； 4-方卡子； 5-光杆； 6-减速箱； 7-专用井口； 8-驱动杆； 9-驱动杆扶正器； 10-油管扶正器； 11-油管； 12-螺杆泵； 13-套管； 14-定位销； 15-防脱装置； 16-筛管
1、《采油工艺技术》邹艳霞 2、《螺杆泵生产技术》李涛
八、例题详解
一、填空： 1、采油用螺杆泵是（单螺杆式水力）机械的一种。 2、螺杆泵是一种（旋转容积）式泵，它兼有（容积）泵和（离心）泵的优点。 3、螺杆泵有（单头）螺杆泵和（多头）螺杆泵之分。 4、螺杆泵对气的适应性好，相对柱塞泵不会产生“（气锁）”现象，相对离心泵不会
支撑卡瓦 管柱
图3－1－1防脱管柱示意图
张力锚 管柱
五、采油管柱及配套技术
抽油杆防脱技术 （1）抽油杆脱扣的原因 ① 载荷扭矩过大； ② 停机后，油管内液体回流，冲击转子反转脱扣； ③ 作业施工原因：作业时油杆上扣不够。 （2）油杆柱防脱技术 ① 安装机械防反转装置：在驱动头上安装防反转 装置，是抽油杆不能反转。
五、采油管柱及配套技术
1、管柱及杆柱组成 油管柱
油管柱分为自由式螺杆泵管柱和固定式螺 杆泵管柱。
目前大多数油井都采用固定式管柱。固定 式油管柱由油管悬挂器、油管、定子、尾管、 油管锚，定位销及磁防蜡器等组成
五、采油管柱及配套技术
抽油杆 抽油杆由光杆、方卡子、抽油杆防脱器、抽油杆（实心 或空心）、抽油杆扶正器、转子等组成。 防冲距 防冲距是指转子下入井中后最下端到定位销之间的距离。 上提防冲距是保证正常生产中转子不磨定子的限位销。 防冲距＝（泵深*0.07%＋0.4）m，防冲距提好后，驱动光 杆卡子和承重方卡子必须上紧，防止光杆下滑卡泵；光余要 求在1.2m---1.4m之间。
液压与气压传动电子教材 (2)
《液压与气压传动》教学大纲一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是车辆工程专业的专业选修课。
2．课程任务：通过本课程的学习使学生了解和掌握液压传动技术的基本知识，典型液压元件的结构特点和工作原理；掌握液压基本回路的组成，典型液压传动系统的工作原理；液压传动系统的设计计算及其在工程实际中的应用等；通过实验课使学生对液压元件结构及液压传动系统有更深刻的认识，并掌握必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。
二、课程教学基本要求通过对液压概念、液压元件和液压系统组成的介绍，让学生理解液压系统以及各组成元件的工作方式、工作原理、结构细节对性能的影响，最终达到自己设计液压系统的目的。
通过必要的理论学习和实验操作，使学生掌握基本的实验方法及实验技能，学习科学研究的方法，帮助学生学习和运用理论处理实际问题，验证消化和巩固基础理论；通过液压传动实验使学生初步具备液压元件、液压回路的调整和测试的综合能力；培养学生正确处理实验数据和分析实验结果的能力，运用所学的理论解决实际问题的能力，提高学生的综合素质。
使学生同时具备将抽象的液压原理用简洁的机构表达出来的能力。
教学中要坚持以学生为主体，教师为主导，充分调动学生学习的主动性和积极性，让学生主动参与教学全过程；课堂教学中要多采用模型、实物和现代教育技术，加强直观性教学，注意理论联系实际，重视培养学生的实际操作能力。
成绩考核形式：平时30%（作业、考勤、练习、实验），期末70%（考试）。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1．教学基本要求了解液压传动发展概述；理解压力、流量、速度的基本概念；掌握液压系统的工作原理、组成。
2．要求学生掌握的基本概念、理论通过本章教学使学生初步具有识别简单液压系统的技能，激起学生的学习热情和学习兴趣。
3．教学重点和难点教学重点是液压传动的工作原理，关于压力和流量的两个重要概念。
教学难点是液压系统的组成。
4．教学内容第一节液压与气压传动系统的工作原理1．液压与气压传动的工作原理2．液压与气压传动系统的组成3．液压与气压传动系统的职能符号第二节液压与气压传动的优缺点1．液压与气压传动的优点2．液压与气压传动的缺点第三节液压与气压传动的应用与发展1．液压与气压传动的应用2．液压与气压传动的发展第二章液压油与液压流体力学基础1．教学基本要求了解流体力学三个基本方程式：连续性方程、伯努利方程和动量方程的意义和计算；理解动力学基本概念：理想液体、恒定流动、迹线和流线等；掌握液体静力学基本方程及意义、压力、流量两个重要参数。
《螺杆泵应用分析》PPT课件
-2.3
-11
-1.98
抽油机 129 3.5 125.5 143 3879 52 97.3 678.4 43 660 5.28
1293 螺杆泵 110 7.7 104.5 231 3135 52 95.7 435.9 20 660 2.88
差值 -19 4.2 -19 88 -744
-1.6
-23
胜利高原有限公司
大排量螺杆泵完全能够代替95泵开采
螺杆泵的排量 抽油机的排量
可以替代
螺杆泵的排 量范围：
4方/天～ 350方/天
抽油机的排 量范围：
6.9方/天～ 337方/天
大排量螺杆 泵的合理应 用完全能够 替代部分抽 油泵开采。
随着螺杆泵技术的发展，螺杆泵适应范围已经很广，其低 成本、低能耗和广泛的适应性优势日渐突出，大排量螺杆泵 的研制成功使螺杆泵系列更加全面，现有的螺杆泵 系列产品已经能够适应复杂井况的开采条件。
年产 油量 吨 1460 1460 1460 730 730
年总 投入 万元 30.6 51.4 113 24.6 40.2
胜利高原有限公司
大排量螺杆泵的几点总结
▪ 1.大排量螺杆泵在加大提液量、延长检泵周期、降低运 行能耗、减少一次性投入等方面，均取得了突出效果， 针对高含水、高产液、出砂的油井举升有较好的适应性。
-2.2
-28
-7.82
抽油机 110 7.48 102.5 224.4 3075 59 93.2 366 32 660 4.61
12N53 螺杆泵 126.6 11.52 115.1 345.6 3453 40 90.9 652.4 21 660 2.63
差值 16.6 4.04 12.6 121.2 378
螺杆泵教材
螺杆泵采油技术本文介绍了螺杆泵采油的技术原理和现场应用，从螺杆泵的工作原理、工作特性入手，阐述了螺杆泵采油的工艺技术，螺杆泵采油设计和配套工艺技术，这些对有关技术人员及管理人员有一定的指导作用，由此可了解螺杆泵采油机理，应用过程中常出现的问题及解决途径。
为了有效地提高螺杆泵下井成功率和延长检泵周期，便于现场技术人员和一线工人使用，闸述了螺杆泵采油的井下作业工艺技术和采油井生产管理方面的要求。
一、 螺杆泵工作原理及组成1932年，法国人Rene ’Moineau 发明了螺杆泵。
之后，螺杆泵这种水力机械在世界范围内得到了广泛的应用、发展和完善。
螺杆泵用于原油开采是最近二十几年的事情。
它是为开采高粘度原油而研究设计的，并且随着合成橡胶技术和粘接技术的发展而迅速发展起来。
目前螺杆泵采油按驱动方式分为潜油电动螺杆泵和地面驱动井下螺杆泵。
本文重点讨论地面驱动井下单螺杆泵（简称螺杆泵）。
根据螺杆泵的工作原理，它兼有离心泵和容积泵的优点。
螺杆泵运动部件少，没有阀体和复杂的流道，吸入性能好，水力损失小， 介质连续均匀吸入和排出，砂粒不易沉积且不怕磨，不易结蜡， 因为没有凡尔，不会产生气锁现象。
螺杆泵采油系统又具有结构简单、体积小、重量轻、噪音小、耗能低、投资少、使用、安装、维修、保养方便等特点。
所以螺杆泵已经成为一种新型的、实用有效的机械采油设备。
随着配套工艺技术的日益完善，螺杆泵采油技术的发展有着广阔的前景。
1.螺杆泵的组成 地面驱动井下单螺杆泵采油系统（简称螺杆泵采油系统）由四部分组成（如图1-1）。
电控部分：包括电控箱和电缆；地面驱动部分：包括减速箱和驱动电机、井口动密封、支撑架、方卡等；井下泵部分：包括螺杆泵定子和转子；配套工具部分：包括专用井口、特殊光杆、抽油杆扶正器、油管扶正器、抽油杆防倒转装置、油管防脱装置、防蜡器、防抽空装置、筛管等。
1) 电控部分 电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电机的启、停。
螺杆泵课件
Pd
L
—— 动液面深度，m；
3、 确定适合的转速
在高含砂油井，磨损是限制泵转速的又一重要因素。在磨蚀 工况下，定子橡胶的磨损量与转速的平方成正比。因此，在高含 砂油井，螺杆泵不宜高速运转。在普通油井，泵寿命决定于定子 橡胶的磨损和疲劳。由于定子和转子间有一定过盈值，转子在定 子内旋转时，定子橡胶受到周期性压缩，产生摩擦面的自动升温
设计中关键数据
1、地质关键数据
动液面情况 设计液量 静液面情况 对应水井工 作情况 水泥返高
2、井况关键数据
出砂情况 拐点位置
泵若下在拐点以下，必须采取相应治理 措施。
螺 杆 泵 井 的 选 泵 与 单 井 设 计
杆管配套
ф28mm梯形扣全井扶正＋ф76mm油管配套模式
该杆柱配套模式可与各排量螺杆 泵配套使用，尤其适用于原井杆管偏
泵型 120-36 LB230DT40 LB375DT40 LB580DT27 LB800DT24 LB1100-16 LB1200DT14 LB1400DT14 LB1600-14 LB1600DT24 LB2000DT24 理论排量（100转/分） 17.3 33.12 54 83.5 115.2 158.4 172.8 201.6 230.4 230.4 288 考虑75％泵效 12.975 24.84 40.5 62.625 86.4 118.8 129.6 151.2 172.8 172.8 216 理论扬程m 1500 1800 1800 1300 1200 800 700 700 700 1200 1200 推荐最大下泵深度 1600 1900 1900 1400 1300 900 800 800 800 1100 1000 转子最大径mm 55 54 58 58 58 61 62 64 64 62 67
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定、转子啮合点无间隙，即δ =0时，漏失量为零，封闭腔室完全 密封；
因工作压力，故增加泵级数会降低每个密封腔室的密封压力，从 而减少漏失；
因啮合线处的间隙δ 是由工作压力Δ P产生的，所以增加定、转子 间的过盈会有效减少间隙，从而达到减小漏失的作用；
提高工作转速n会有效补偿漏失，这就是螺杆泵的离心泵特性。
Pr
t
Pr 2n(Ty T f )
而有功能耗为：
Py 16eDtn( pout pin )
3、 能耗特性
无功损耗为：
Pf Pr Py
螺杆泵系统的系统效率η为：
Py
Pt
= 8eDt( pout pin )t
Ty Tf
式中:e,D,t—螺杆泵的结构参数； ηt—驱动系统的传动效率。
螺杆泵的相关知识
本章主要讲解的内容：
螺杆泵是螺杆式流体输送机械的一种，是摆线内啮合 螺旋齿轮副的一种应用。螺杆泵的转子、定子副（也叫螺 杆——衬套副）是利用摆线的多等效动点效应，在空间形 成封闭腔室，并当转子和定子作相对转动时，封闭腔室能 作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实现机械 能和液体能的相互转化，从而实现举升作用。螺杆泵又有 单头(或单线)螺杆泵和多头（或多线）螺杆泵之分。
（1）减速箱的主要作用是传递动力并实现一级减速。它将电机的
动力由输入轴通过齿轮传递到输出轴，输出轴联接光杆，由光杆通过抽 油杆将动力传递到螺杆泵转子。减速箱除了具有传递动力的作用外，还 将转杆的轴向负荷传递到介质上。
（2）电机是螺杆泵的动力源，它将电能转化为机械能。一般用防
爆型三相异步电机。
（3）密封的作用是防止流体流出，起密封的目的。 （4）方卡的作用是将减速箱输出轴与光杆联接起来。
负载特性的主要特点
泵转子扭矩曲线
螺杆泵转子扭矩与工作压力有很好的直线性，且摩擦扭矩在 举升具有润滑性的液体时，只占转子负载扭矩的较小一部分。
3、 能耗特性
螺杆泵的能耗主要消耗在输送流体的驱动杆柱的能耗和驱动 系统的传动能耗。输送系统的能耗一般可用传动效率来表征。螺 杆泵系统总的能耗计算如下：
Pt
螺杆泵定子是用丁腈橡胶衬套浇铸粘接在钢体外套内而形成的一种腔 体装置。定子内表面呈双螺旋曲面，与转子外表面相配合。
螺杆泵工作原 理是什么？
沿着螺杆泵的全长，在转 子外表面与定子橡胶衬套内表 面间形成多个密封腔室；随着 转子的转动，在吸入端转子与 定子橡胶衬套内表面间会不断 形成密封腔室，并向排出端推 移，最后在排出端消失，油液 在吸入端压差的作用下被吸入， 并由吸入端推挤到排出端，压 力不断升高，流量非常均匀 。
1、排量特性
△p,MPa
螺杆泵工作特性曲线
q,m3/d; η .η v,% η
T,N.m;P,kW
1、排量特性
密封腔室产生、运移和消失规律
一个封闭腔室的产生和消失不总是同时发生; 封闭腔室的数量不总是固定的; 线啮合线密封能力是点啮合线密封能力的2倍。
3
0
2
2
2
1、排量特性
密封腔室的漏失特性
螺杆泵驱动装置的
机械驱动装置 液压驱动装置
螺杆泵驱动装置
机械驱动装置传动部分是由电动机和减速器等组成，其优点是设备 简单，价格低廉，容易管理并且节能，能实现有级调速且比较方便。其 缺点是不能实现无级调速。
液压驱动装置是由原动机，液压电机和液压传动部分组成。其优点 是可实现低转速启动；转速可任意调节；因设有液压防反转装置，减缓 了转杆倒转速度。其缺点是在寒冷季节部件和管线保温工作较难，且价 格相对较高，不容易管理。
2、螺杆泵系统的组成
（1）电控部分 电控箱是螺杆泵的控制
部分，控制电机的启、停。 该装置能自动显示、记录螺 杆泵井正常生产时的电流、 电压等，有过载、欠载自动 保护功能，确保生产井正常 生产。
2、螺杆泵系统的组成
（2）驱动部分 驱动装置是螺杆泵的主要设备， 是把动力传递给泵转子，使转 子实现行星运动，实现输送的 机械装置。从传动形式上分， 有液压传动和机械传动；从变 速形式上分，有无级调速和有 级调速。
e
螺杆泵有哪些结构参数？
e ——转子偏心距，mm； 螺杆泵三个重要的结构参数： D ——转子截圆直径，mm；
T ——定子导程，mm。
T
D
在螺杆泵参数设计过程中，这 三个基本结构参数的合理选择及相 互之间的合理配比显得尤为重要， 它们直接影响着螺杆泵的工作特性 和使用寿命。
Q＝４eDTn
螺杆泵理论排量如何计算 ？
1、定、转子能够互相匹配 能够满足一般齿形啮合运动的要求。
2、转子和定子衬套能够保证密封性 转子和定子衬套间能形成多个密封腔室，以充满工作液体。
3、密封腔室能够不断推移 转子的转动能够使密封腔室连同其中的工作液体连续地沿轴
向推移，并在推移过程中进行机械能和液体能的相互转化。
螺杆泵的特点及优点是什么？
ei (m2 1) ln m (m2 1)
m Di di
式中：
μi--第i段流体平均粘度，Pa.s； vi-- 第i段流体平均流速 ，m/s； Di-- 第i段油管内径 ，m； di--第i段抽油杆直径，m。
2、负载特性
B 杆柱负载扭矩特性
举升井筒流体的扭矩:
式中:
Ty --流体的扭矩， N.m；
R
2e 2e
y1
R
O1
x1
2e 2e
定子结构图
啮合线方程
螺杆泵定转子的啮合分为两类啮合，一类是转子 与定子衬套半圆处的啮合--线啮合，另一类啮合是转 子与定子衬套直线段的啮合--点啮合。
线啮合线方程为：
x1 R cos(1 ) 2e cos1
y1
R sin(1
)
螺杆泵的轴向力和横向力
Fy Fa
4 泵型
1、螺杆泵系统的种类
地面驱动单螺杆泵系统
潜油电机驱动单螺杆泵系统
螺杆泵的优点
5个优点
结构简单 维护方便 一次性 投资少
节能效果 明显
适应性强
螺杆泵技术以能有效降低成本提高效益诸如离心泵、潜 污泵、水力活塞泵等机采方式无法比拟的优点而倍受国内外 行业重视，并有望成为未来特殊介质主要传输方式之一。
理论排量公式如下：
Q＝４eDTn
现场应用中，根据选用泵的型号可计算出理论排量， 公式如下：
Q 1440 q n 106
式中：
Q——螺杆泵理论排量，m3/d； q——螺杆泵每转排量，ml/r； n——转子转速，r/min。
螺杆泵的三个基本要求是什么？
螺杆泵作为水力机械必须要满足以下三个必要 条件 ：
漏失量
q1
D
2 12l
Pim
1 4
2D2
T2
0.5
n
q2
T
2
12l
Pim
8e
D 2
2
T
2
0.5
8e
D 2
2
T2
0.5
n
2
1、排量特性
负载扭矩: T 16eRt P 2
倾倒力矩: TZ
4Rt 2 2
P
摩擦扭矩: Tf f
64e2
256t 4
2
R2P
2、螺杆泵动力学特征
T Tz (N.m)
6000 5000 4000 3000 2000 1000
0
0
5306.1
2253.2
480 162
GLB1210-27
672.2
1033.4
GLB5020-14 GLB8030-14
螺杆泵的工作扭矩和倾倒扭矩
Mz M
4 泵型
2、螺杆泵动力学特征
Fy Fa(kN)
70 60 50 40 30 20 10
0
0
44.82
63.66
16.3 12.8
22.12
25.6
GLB120-27 GLB5200-14 GLB8300-14
pout --泵出口压力，MPa； pi n --泵入口压力，MPa。
Ty
8eDt 2π
(pout
pin
)10 3
Kmδ
0.63η
0.33Ζ
杆液的摩擦扭矩Tf:
L
Tf
li 0
i
li
nDi2
d
2 i
60(Di 2 di 2 )2
式中:
Tf--杆液的摩擦扭矩 ， N.m； n-- 转子工作转速，r/min。
V1 R V2 R
VO
2e sin(t
2
)
vmax (R 2e) vmin (R 2e)
2、螺杆泵动力学特征
T
Fy
TZ
Fω
Fa
轴向力: 横向力: 惯性力:
Fa 16 Re P
Fy
4Rt P
F
1 2
R
2
e
t 2 4 2 e2 2
1：2结构
2：3结构
3：4结构
4：5结构
单螺杆泵由哪几部分组成？
单螺杆泵由定子和转子组成。定子由钢制外套和橡胶 衬套组成，转子由合金钢的棒料经过精车、镀铬并抛光加
工而成。转子有空心转子和实心转子两种。
5
4
3
21
0° 90° 180° 270° 360°
1-下接头；2-限位销；3-定子；4-转子；5-上接头