螺杆泵采油技术简介[知识荟萃]

螺杆泵工作的过程本质上也就是密行封业重腔点室不断形成、推移和消失的过1程3 。
（5）单级杨程与定、转子间的过盈量
衬套的一个导程内形成一个完整的密封，称为 一级。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。 目前国产螺杆泵单级工作压差设计为0.5MPa左 右。单级工作压差主要是靠定、转子间的过盈 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。
1)皮带传动
电动机(柴油机或液压马达)、皮带传动轮、减速器等均
置于地面采油井口装置上面。当驱动装置工作时，带 动抽油杆和转子旋转，将油举升到地面。
2)直接传动
将电动机通过行星减速器与抽油杆光杆直接连接，驱
动抽油杆旋转。
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地面驱动螺杆泵采油示意图
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螺杆泵的结构组成
地面驱动单螺杆泵装置由地面部分、井下部分组成
1、地面部分
2、井下部分
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螺杆泵采油 装置
由抽油杆和抽 油管 将地面 部分和井下部 分连接成为螺 杆泵采油装置。
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单螺杆泵的分类
按螺杆的螺线头数单螺杆泵又分为单 头螺杆泵和多头螺杆泵。
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采油用井下单螺杆泵的组成
井下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。
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0° 90° 180° 270° 360°
1-下接头；2-限位销；3-定子；4-转子；5-上接头
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
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图3-1行Hale Waihona Puke Baidu业重螺点杆泵的螺杆
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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。
图3－3 图3－行3业螺重杆点—衬套副的密封线和密封腔室
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（2）密封腔
这些接触点在螺杆—衬套副的有效长度范围内构 成了两条空间密封线，而且在衬套的一个导程了 内同半圆弧接触线形成一个完整的密封腔。这样， 沿螺杆泵的全长，在螺杆的外螺旋表面和衬套的 内螺旋表面间形成了一个一个的密封腔室。
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•转子运动时偏 心小
•定子橡胶在横 截面上分布相 对较均匀 ，遇 油膨胀后不均 匀变形较小
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•相同尺寸下， 举升扬程和排 量较大。
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二、 螺杆泵采油系统
螺杆泵采油系统在按驱动类型可分为地面驱动和井下 驱动两大类。
1．地面驱动螺杆泵采油系统
（1）传动形式分类 根据传动形式不同，可分为皮带 传动和直接传动两种型式。
所以螺杆泵定、转子间的过盈应选合理值。 螺杆泵的总扬程=单级扬程×级数
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（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。
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3、单螺杆泵的理论流量与泵效计算
螺杆泵四个重要参数：
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
T
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3、单螺杆泵的理论流量与泵效计算
如图所示：定子空腔的截面积为两个半圆和
一个长方形组成，转子的截面是圆，由定子
空腔与转子形成的空腔截面积为 ：
4e
单螺杆泵的理论流量由下式计算：
Qi＝4eDTn m3/min
D
或 Qi＝5760eDTn
m3/d
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――单螺杆泵的实际行产业液重点量；
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双头螺杆泵
由双线螺杆 转子和三线 内螺旋面定 子组成。
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（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。
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4、螺杆泵工作 原理
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。
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图3－4地面驱动螺杆泵采油示 意图 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-锚定装置；16-筛管
装置。定子内表面呈双螺旋曲面，与行业转重子点 外表面相配合。
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单头螺杆
在单螺杆泵中，只有一个螺杆，。 螺杆的任一断面都是半径为r的圆，如图3-1所示。整个
螺杆的形状可以看成是由很多半径为r的薄圆盘组成， 不圆柱过的这半些径圆为盘螺的杆中泵心的O1偏分心布距在e，一螺条旋圆线柱的螺螺旋距线为上t，。该螺 杆一般是由合金钢调质后经防腐耐磨处理的，具有较 高的强度和耐磨性。
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图3－2行单业重螺点杆泵的衬套
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螺杆与衬套组成的螺杆－衬套副
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2．螺杆泵的工作原理
(1)接触点与接触线
将螺杆置于衬套内，则在每一个横截面上，螺杆断面与衬套断面都有相互接 触的两个点。在不同的横截面上，接触点是不同的。当螺杆断面位于衬套长 圆形断面的两端时，螺杆和衬套的接触为半圆弧线，而在其它位置时，螺杆 和衬套仅有a、b两点接触，如图3-3所示。
第二章 螺杆泵及其他无杆泵 采油技术
主讲 李树臻
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第一节螺杆泵采油技术
一、 螺杆泵的结构与工作原理 1．螺杆泵的结构形式 螺杆泵的主要组成部分是螺杆（转子）及与之
相配套的衬套（定子）。螺杆泵按其具有的螺 杆的个数不同，可分为单螺杆泵、双螺杆泵、 三螺杆泵、五螺杆泵等。在油田所用的螺杆抽 油泵泵中，以单螺杆泵为主。本节主要讨论单 螺杆泵。