【文章內容簡介】 ????dtjs ???? ,—— 分別為吸入環(huán)道、噴嘴、喉管及擴散管摩擦損失系數。 3. 射流泵的泵效 定義： 地層液得到的能量 與動力液提供的 之比 。 由 和 的定義式可得 )( fmf ppq ?)( mdd ppq ? Dp Dq)()(mdfmfppqppq?????上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 60 流體在射流泵各流道中流動時的摩擦系數 ， 是影響能量轉換和泵效的重要因素 。 目前各種摩擦損失系數主要有五組 。 4. 摩擦損失系數 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 61 根據質量守恒原理 ， 可導出通過噴嘴的動力液流量的表達式為 2)1()1()1[()(2DDDDsjdfdjjjdAAqppAAq????????????)1()(2jdfdjdppAq?? ???當噴嘴與喉管入口之間的距離比噴嘴直徑大 1～ 2倍時有 5. 動力液流量 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 62 射流泵的無量綱特性曲線就是反映射流泵的無量綱壓力比 和泵效 η 與無量綱流量比 之間的關系曲線 ， 如圖 11－ 17所示 。 它反映了 取不同值時 , 和 η 與 的對應關系 。 Dp DqDA Dp Dq三、 無量綱特性曲線 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 63 在吸入系統(tǒng)建立伯努利方程 2)1(2sfsinf pp??????當吸入流量大于零時，喉管的入口壓力 總是要小于吸入壓力 。 若低于采出液的飽和壓力 ，泵便會產生氣蝕。因此，當吸入壓力 為一定值時，喉管入口處 有最小值，其對應的吸入流量則為最大值。 inpfp inp bpfpinp氣蝕： 喉管內液流中的氣泡由于受力不均而破碎，由此產生的振動波及高速微量噴射，將會嚴重損壞泵的現象。 故應確定氣蝕極限流量比 當 時，產生氣蝕 . Dcq Dq Dcq四、 射流泵的氣蝕特性 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 64 布朗 (Brown)給出了當 及 ， 并取 時 的 表達式 0?s? ?D?0?bp DcqffdcfjDDDc pppCpAAq?????)(11? 式中 Cc——經驗氣蝕常數 ， 實驗值的范圍在 ～ ， 通常取其保守值 。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 65 選擇時 ， 應遵循以下 基本原則 ： 1) 所選擇的射流泵能夠滿足正常生產的需要 (即滿足排量要求 ) 2) 3) 在同等條件下 ， 應使選擇的射流泵具有較高的效率 。 射流泵的選擇，主要是確定噴嘴及喉管的規(guī)格型號。 五、 射流泵的選擇 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 66 2. 在選擇噴嘴和喉管時，通常是先計算出無量綱壓力 , ,并 。最后，計算出所需噴嘴的截面積 ,并根據有關噴嘴和喉管的規(guī)格參數表中選擇合適的噴嘴。 Dp Dqfq dqjA，如未給定，則可根據泵 值確定下來后，喉管的規(guī)格也便隨之確定下來。 DA， 體現在 最佳噴嘴和喉管的選擇上。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 67 1930年， Moinean發(fā)明，并在美國獲得第一個專利，3132年在法國制造。我國 1986年開始研究地面驅動螺桿泵。在我國的一些油田中稠油開采的相當突出的問題，稠油中含有出砂，含氣現象，使油井工作條件及為復雜。在開采高粘含砂含氣的原油時，螺桿泵具有獨特的優(yōu)勢。 它是一種容積式泵，運動件只有螺桿，沒有閥和復雜的流道。油流擾動少，使水力損失大大降低。 由于螺桿在橡皮襯套表面的運動帶有滾動和滑動的性質，使砂粒不易沉積。 由于襯套和螺桿間的容積均勻變化而產生的抽汲和推擠作用，使油氣混輸的效果較好。 第四節(jié) 螺桿泵采油 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 68 突出優(yōu)點 ： 尺寸小，質量輕，制造容易，維修方便，運動部件少，排量均勻。 第四節(jié) 螺桿泵采油 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 69 地面 —— 地下 —— 螺桿泵 中間 —— 中間油管或中間電纜 驅動裝置 井口裝置 電動 液動 機動 一、 系統(tǒng)組成及泵的工作原理 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 70 地面管線至計量間口從油管流出井上端排出井液由泵下部吸入泵轉子轉動柱由地面動力帶動抽油桿工作過程通過帶動?? ??????? ??：?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 71 (1) 螺桿泵的結構 由定子和轉子組成的 。 轉子 是通過精加工 、 表面鍍鉻的高強度螺桿； 定子 就是泵筒 ， 是由一種堅固 、 耐油 、 抗腐蝕的合成橡膠精磨成型 ， 然后被永久地粘接在鋼殼體內而成 。 2. 螺桿泵的結構與工作原理 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 72 (2) 螺桿泵的工作原理 螺桿泵是 靠空腔排油 ， 即轉子與定子間形成的一個個互不連通的封閉腔室 ， 當轉子轉動時 ， 封閉空腔沿軸線方向由吸入端向排出端方向運移 。 封閉腔在排出端消失 ， 空腔內的原油也就隨之由吸入端均勻地擠到排出端 。 同時 ， 又在吸入端重新形成新的低壓空腔將原油吸入 。 這樣 ， 封閉空腔不斷地形成 、 運移和消失 ， 原油便不斷地充滿 、 擠壓和排出 ， 從而把井中的原油不斷地吸入 ， 通過油管舉升到井口 。 橡皮襯套易磨損，下部徑向上止推軸承損壞，偏心聯(lián)接軸不夠可靠，周期短。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 73 1. 泵的理論排量 如圖 11－ 20所示 ， 螺桿任一斷面都是半徑為 r的圓 ， 整個螺桿的形狀可看成是由很多半徑為 r的極薄圓盤組成 ，這些圓盤的中心 O1是以偏心距 e繞螺桿本身的軸線 O2Z一邊旋轉一邊按一定的螺距 t向前移動 。 即圓盤圓心 O1的軌跡是螺距為 t、 偏心距為 e的螺旋線 。 二、 螺桿泵基本參數的確定 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 74 襯套的材料是橡膠 ，它的斷面是由兩個 半徑為r(等于螺桿斷面半徑 )的半圓和兩個長度為 4e的直線段組成的長圓形 ， 如圖所示 。 襯套的雙線內螺旋面就是由上述斷面繞襯套的軸線 OZ旋轉的同時 ， 按一定的導程 T=2t向前移動所形成的 。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 75 螺桿在襯套中的位置不同時 ， 它們之間的接觸點也就不同 。 當螺桿斷面在襯套長圓形斷面的兩端時 ， 螺桿和襯套的接觸為 半圓弧線 ；而在襯套的其它位置時 ， 螺桿和襯套僅有兩點接觸 。 由于螺桿和襯套是連續(xù)嚙合的 ， 這些接觸點就構成了密封線 ，在襯套的一個導程 T內便形成一個密封腔室 。 這樣 ，在沿單螺桿泵的全長上 ， 襯套內螺旋面與螺桿的螺旋面形成了一個個封閉腔室 。 可見 ， 襯套螺桿副的長度至少為襯套的一個導程 ， 才能形成完整的密封腔 。 泵每轉排量為 : Tedq P4?Te n dQ Pt 5760?則泵的理論排量為 : ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 76 式中 Qt——泵的理論排量 ， m3/d e——螺桿的偏心距 ， m n——螺桿的轉速 ， r/min dp——螺桿截面的直徑 ， dp =2r， m T——襯套的導程 ， T=2t,m t——螺桿的螺距 ， m。 2. 泵的容積效率和系統(tǒng)效率 1) 泵的實際排量 Q與理論排量 Qt的比值 ， 稱為泵的容積效率 ， 記作 ， 用公式表達為 v?tv ???上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 77 泵的容積效率實質上是一個排量系數，它與泵揚程、轉子與定子間配合的過盈量、轉子的轉速以及舉升液體的粘度等參數有關，是一個多變量函數。 2) 泵的系統(tǒng)效率 η 定義為泵的有功功率 (水力功率 )Ph與泵的輸入功率 Pin之比 ， 即 其中： inhPP??31 10 ??? gHQP h ??UIP in 3103 ??? 3. 由于螺桿泵的吸入端和排出端存在壓差，所以螺桿襯套副中的液體將對螺桿施加力的作用。同時，定、轉子間存在過盈量，將會使定、轉子間產生摩擦阻力扭矩。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 78 (1) 轉子有功扭矩 螺桿 — 襯套副將機械能轉換為液體的壓能，若不考慮損失，則由能量轉換關系可得 pqM ???2而 ?pTedM p ?? 2)( ofr f r KM ?? ?? (2) 定子與轉子間的摩擦扭矩 由于螺桿泵定子與轉子間存在過盈量，因此，當轉子在定子內轉動時，定子與轉子間就產生摩擦。定子對轉子施加摩擦扭矩的作用，其摩擦扭矩計算式為 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 79 啟動扭矩的大小 ， 與螺桿泵密封線的長度 、 定轉子間的過盈量以及橡膠的硬度和工作壓力有關 ， 還與靜止時間的長短以及摩擦面的粗糙度有關 。 級數越多 、 粗糙度越大 、 橡膠硬度越高 ， 以及定 、 轉子間過盈量越大 、泵的工作壓力越高 ， 泵的啟動扭矩也就越大 。 (3) ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 80 1. 泵的容積效率 、 系統(tǒng)效率 及 扭矩與 舉升高度 之間的關系。反映這種關系的曲線稱為螺桿泵的工作特性曲線。 三、 螺桿泵的工作特性曲線及其影響因素 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 81 (1) 過盈量的影響 定、轉子表面的接觸線保持充分密封，而密封的程度取決于轉子與定子間的過盈量 。 2. 螺桿泵工作特性的影響因素 螺桿泵的定、轉子間的過盈配合情況如圖所示，其過盈量為： δ=(b a)/2。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 82 (1) 過盈量的影響 定、轉子表面的接觸線保持充分密封，而密封的程度取決于轉子與定子間的過盈量 。 過盈量大，泵效高，但桿扭矩增加，易出現斷桿和定子橡膠磨損加劇。過盈量小，泵效低，無上述問題。 因此，過盈量的大小直接影響泵效的高低。 2. 螺桿泵工作特性的影響因素 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 83 轉子的轉速越高 ，排量就越大 。 但是 ，轉速越高 ， 抽油桿的 離心力就越大 ，抽油桿的彎曲振動就越嚴重 ， 抽油桿接箍與油管內壁的摩擦力也就 隨之增大 ， 同時 ， 舉升高度也將因沿程損失的增加和定子橡膠磨損的加速而下降 。 因此 ， 轉子的轉速不易過高 ， 一般應小于 500 r/min為宜 。 (2) 轉子轉速的影響 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 84 粘度增加使得漏失量減小， 有利于 提高泵的容積效率和系統(tǒng)效率；另一方面，粘度的增加將使流動阻力增大而降低泵的充滿程度和舉升高度，泵的容積效率和系統(tǒng)效率也隨之降低。同時，泵的摩擦增大將增加阻力扭矩。 （ 3）其它（粘度） ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 85 2） 是根據泵的工作特性曲線確定在保證該排量下泵的舉升高 度大小，并根據油井條件計算出所需泵的級數，同時還要 根據需要以及油井的實際條件確定合理盈量； 螺桿泵的選擇步驟： 1） 應根據油井的產能確定出油井的產量，并確定所用螺桿泵 的排量； 3） 根據負載大小自作主張自作主張自作主張自作主張選擇抽 油桿的材料與規(guī)格、電動機以及其它附屬部件。 四、 螺桿泵的選擇 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 86 地面驅動單螺桿泵轉速的確定，受多種因素