【正文】 由于螺桿泵本身結(jié)構(gòu)材質(zhì)以及加工工藝的復(fù)雜性，致使螺桿泵的工作特性的穩(wěn)定性、互換性較差，所以在螺桿泵下井前必須對(duì)其工作特性及其加工質(zhì)量進(jìn)行全面檢測(cè)。 上限：泵容積效率應(yīng)大于 65%；下限：泵的工作壓力△ P＞ △ Pmax 30%。 B區(qū)：螺桿泵在該區(qū)工 作，雖然泵效高，但 系統(tǒng)效率低，有效揚(yáng) 程低，不但泵的潛能 沒得到發(fā)揮，而且因 生產(chǎn)壓差過小，油井 產(chǎn)能也被抑制。 C區(qū)：螺桿泵在該 區(qū)工作，盡管有 效揚(yáng)程較高，但 泵漏失嚴(yán)重，系 統(tǒng)效率非常低， 因而螺桿泵在 C區(qū) 工作很不經(jīng)濟(jì)， 而且螺桿泵在 C區(qū) 工作穩(wěn)定性差， 泵效與流壓關(guān)系敏 感，故螺桿泵不應(yīng) 在Ｃ區(qū)工作。 經(jīng)過幾年來的實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為 ， 把螺桿泵工作特性曲線分為 A、 B、 C三個(gè)區(qū)域較為合理 。 而螺桿泵采油井的合理工況是指油井在合理流壓下生產(chǎn) ， 螺桿泵在合理工作區(qū)域內(nèi)工作 。 ① 定 、 轉(zhuǎn)子的加工精度及表面光潔度； ② 定子橡膠的耐溫 、 耐油 、 耐氣浸性能； ③ 定子橡膠與金屬外套的粘結(jié)強(qiáng)度； ④ 定子內(nèi)腔及轉(zhuǎn)子的直線度； ⑤ 定 、 轉(zhuǎn)子間合理過盈量的選擇； ⑥ 轉(zhuǎn)子合理轉(zhuǎn)速的確定 。 但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn) ， 溫度升高泵扭矩變化不明顯 。 因此 ， 在高含砂油井 ， 螺桿泵不宜高速運(yùn)轉(zhuǎn) 。 對(duì)于高含砂油井 ， 磨蝕是限制泵轉(zhuǎn)速的又一重要因素 。 0204060801000 4 8 12ηv,%P , M P a①② 粘度對(duì)螺桿泵容積效率的影響 2)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)螺桿泵工作特性的影響 0204060801000 2 4 6 8 10 12 14 16 18ηv,%P, MPa①②③轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)螺桿泵工作特性的影響 ① — 162r/min；② — 205r/min；③ — 255r/min 如上圖所示的三組試驗(yàn)曲線就說明了隨著轉(zhuǎn)速的提高 ， 在同一舉升高度條件下 ， 泵的容積效率升高；在同一容積效率條件下 ， 泵的舉升高度增加 。但另一方面，抽油桿在液體介質(zhì)中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，隨著介質(zhì)粘度的增加，抽油桿與液體的摩擦力增加，表現(xiàn)為抽油桿的扭矩增加。 二、螺桿泵工作特性分析 定、轉(zhuǎn)子加工質(zhì)量對(duì)螺桿泵特性的影響 （ 1） 定子內(nèi)腔直線度對(duì)泵特性的影響 轉(zhuǎn)子直線度對(duì)泵特性的影響 轉(zhuǎn)子偏心距和截面圓直徑對(duì)泵特性的影響 舉升介質(zhì)對(duì)螺桿泵特性的影響 （ 1） 溫度對(duì)泵特性的影響 在同一凈舉升高度條件下，溫度升高，螺桿泵容積效率也隨之提高，但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 溫度升高泵扭矩變化不明顯。在井溫比較高的情況下，加速了橡膠分子鏈的重新組合，使彈性模數(shù)減小，從而降低疲勞特性及金屬套和橡膠結(jié)合面上粘結(jié)劑的強(qiáng)度，也加速定子橡膠的老化而縮短其壽命。因此，定、轉(zhuǎn)子間的過盈選擇是螺桿泵制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。 過盈量對(duì)泵特性的影響 ① δ = ；② δ = ； ③ δ = 0204060801000 2 4 6 8 10ηv,%P, MPa①②③ 螺桿泵的過盈量對(duì)螺桿泵工作特性的影響 由螺桿泵的原理可知，其定、轉(zhuǎn)子間過盈在一定程度上決定了單級(jí)承壓能力的大小，如上圖所示，過盈量將直接影響螺桿泵工作特性。過盈小會(huì)降低舉升能力 ， 而過盈大會(huì)增加定 、 轉(zhuǎn)子間的摩擦 ， 降低效率 。 二、螺桿泵工作特性分析 0204060801001200 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20η , ηv% M N 螺桿泵定子橫截面圖 v? 由上面兩個(gè)公式可以看出螺桿泵的理論排量或?qū)嶋H排量與螺桿泵的結(jié)構(gòu)參數(shù) E、 D、 T和工作參數(shù) n有關(guān)系 。 t轉(zhuǎn)子的螺距 ， mm 螺桿泵的實(shí)際排量 Q′ 為 式中 ── 螺桿泵的容積效率 ， %。 機(jī)械密封 盤根盒 方卡 上油封 齒輪 軸承 副箱體 軸承 油杯 密封軸 光桿 皮帶輪 油封 螺桿泵工作原理 螺桿泵工作原理： 采油螺桿泵是單螺桿式水利機(jī)械的一種 ,是擺線內(nèi)嚙合螺旋齒輪副的一種應(yīng)用 .螺桿泵的轉(zhuǎn)子、定子副是利用擺線的多等效動(dòng)點(diǎn)效應(yīng)，在空間形成封閉腔室，并當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，封閉腔室能作軸向移動(dòng)，使其中的液體從一端移向另一端，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和液體能的相互轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)舉升液體的作用。 同時(shí)曾強(qiáng)了井口強(qiáng)度，減小了地面驅(qū)動(dòng)裝置的 震動(dòng)，起到了保護(hù)光桿和換盤根密封井口的 作用。由于封閉腔室的不斷形成、運(yùn)動(dòng)和消失，使舉升介質(zhì)通過一個(gè)一個(gè)封閉腔室，從吸入端擠到排出端，壓力不斷升高，排量保持不變。由于轉(zhuǎn)子和定子是連續(xù)嚙合的，這些接觸點(diǎn)就構(gòu)成了空間密封線，在定子襯套的一個(gè)導(dǎo)程 T內(nèi)形成一個(gè)封閉腔室。 兩個(gè)半徑為 R的園； 直線斷為4E的距離 。直線段的長度等于兩個(gè)半圓的中心距，因?yàn)槁輻U圓斷面的中心相對(duì)于它的軸線有一個(gè)偏心距 E，而螺桿本身的軸線相對(duì)襯套的軸線又有同一個(gè)偏心距 E，這樣，兩個(gè)半圓的中心距就等于 4E。襯套內(nèi)表面是雙螺旋曲面（或多螺旋曲面）。 轉(zhuǎn)子的任一截面都是半徑為 R的圓 ， 每一截面中心相對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子的中心位移都有一個(gè)偏心距 E， 轉(zhuǎn)子的螺距為 t 。 井下部分：即是螺桿泵 ， 由定子和轉(zhuǎn)子組成 。 地面井口部分：也是驅(qū)動(dòng)裝置部分 ， 將動(dòng)力傳給 井下泵轉(zhuǎn)子使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng) ， 實(shí)現(xiàn)抽汲液 、 油的機(jī)械裝置 。 螺桿泵采油系統(tǒng)的組成： 螺桿泵采油系統(tǒng)的組成：由電控部分、地面井口部分、井下部分、配套工具部分的幾部分組成。大慶油田使用螺桿泵采油的油井?dāng)?shù)量不斷增多。 螺桿泵采油基礎(chǔ)知識(shí) 及配套技術(shù) 目 錄 前 言 螺桿泵發(fā)展?fàn)顩r 第一章 螺桿泵采油系統(tǒng)的組成及工作原理 第二章 螺桿泵工作特性分析 第三章 螺桿泵采油配套工藝技術(shù) 第四章 螺桿泵井下作業(yè)施工操作規(guī)程 第五章 螺桿泵維護(hù)與管理操作規(guī)程 第六章 國內(nèi)外螺桿泵新技術(shù)的發(fā)展 前 言 螺桿泵采油系統(tǒng)是近幾年迅速發(fā)展起來的機(jī)械采油設(shè)備，在稠油 和出 砂采油井中該系統(tǒng)正成為替代抽油機(jī)采油的重要方式。 螺桿泵采油技術(shù)已日臻成熟， 一方面，大批新型螺桿泵相繼問世， 螺桿泵及其配套設(shè)備制造質(zhì)量得到明顯的提高，另一方面，螺桿泵采油技術(shù)及管理水平也有一定進(jìn)步。如何進(jìn)一步提高螺桿泵采油技術(shù)和管理水平，已成為國內(nèi)外各油田普遍關(guān)注的問題。 電控部分：螺桿泵井的控制部分 ， 即電控箱 ， 是 控制電機(jī)的起 、 停 。 它包括電機(jī) 、 機(jī)械密封 、 減速箱 、 支架 、 封井器 、 防反轉(zhuǎn)裝置 、 皮帶 、 皮帶輪等 。 配套工具部分： （ 1） 抽油桿扶正環(huán) （ 2） 油管扶正器 （ 3） 抽油桿防脫器 （ 4） 油管錨定器 （ 5） 洗井器等 對(duì)螺桿泵的介紹： 螺桿泵的轉(zhuǎn)子：螺桿泵的轉(zhuǎn)子是由合金鋼調(diào)質(zhì)后經(jīng)防腐耐磨處理形成的一段螺紋狀金屬直桿 。 螺桿泵的定子 ： 螺桿泵定子是由丁晴橡膠襯套澆鑄粘接在鋼體外套內(nèi)形成的一種腔體裝置。定子的任一截面是由兩個(gè)半徑為 R的圓（等于轉(zhuǎn)子截面圓的半徑）和兩個(gè)直線段組成。襯套的內(nèi)螺旋面和螺桿旋面的旋向相同，且內(nèi)螺旋的導(dǎo)程 T為螺桿螺距 t的二倍，即 T=2t。 定子的截面圖 螺桿泵的定子 當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子襯套中所處位置不同時(shí)，它們的接觸點(diǎn)也是不同的，轉(zhuǎn)子截面位于襯套長圓形斷面兩端時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子的接觸為半圓弧線，而在其它位置時(shí)，僅有兩點(diǎn)接觸。這樣，沿著螺桿泵的全長，在定子襯套內(nèi)螺旋面和轉(zhuǎn)子表面形成一系列封閉腔室，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，舉升介質(zhì)便進(jìn)入另一個(gè)腔室，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)腔室開始封閉，并沿著軸向排出端移動(dòng)，封閉腔室在排出端消失，同時(shí)在吸入端形成新的封閉腔室。 雙頭轉(zhuǎn)子螺桿泵 單頭轉(zhuǎn)子螺桿泵 專用井口： 簡化了采油樹，使用、維修、保養(yǎng)方便。 特殊光桿： 強(qiáng)度大、防斷裂、光潔度高，使用壽命長、 有利于井口的密封。 螺桿泵型號(hào)的表示方法： 主要用螺桿泵的排量和級(jí)數(shù)來表示： 例如： GLB80014 GLB桿式驅(qū)動(dòng)井下單螺桿泵 800泵每轉(zhuǎn)排量 800毫升 14泵的總級(jí)數(shù)為 14級(jí) 螺桿泵理論排量公式： 例如： GLB80014 單螺桿泵 實(shí)際轉(zhuǎn)速 n=100 轉(zhuǎn) /分 理論排量公式： Q=800*100*1440*106= m3/d； E D T n105 . 7 6=4 E D T nQ 6?? 螺桿泵的理論排量由下式確定 式中 Q── 螺桿泵的理論排量 ， m3/d； E── 轉(zhuǎn)子的偏心距 ， mm； D── 轉(zhuǎn)子截圓直徑 ， mm， D=2R； T── 定子導(dǎo)程 ， mm， T=2t； n── 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 ， r/min。 v ?? 39。 對(duì)現(xiàn)有螺桿泵的結(jié)構(gòu)和作用情況進(jìn)行分析表明 ， 在 E、 D、 T三者間存在一定的聯(lián)系 ， 就是在這三個(gè)參數(shù)維持一定比值的條件下 ， 螺桿泵才能保證高效率的長期的工作 。 m5004000100200300螺桿泵工作特性曲線 由螺桿泵的原理可知 ， 其定 、 轉(zhuǎn)子間過盈在一定程度上決定了單級(jí)承壓能力的大小 ， 如上圖所示 ， 過盈量將直接影響螺桿泵工作特性 。 因此 ， 定 、 轉(zhuǎn)子間的過盈選擇是螺桿泵制造的關(guān)鍵技術(shù)之一 。過盈小會(huì)降低舉升能力，而過盈大會(huì)增加定、轉(zhuǎn)子間的摩擦，降低效率。 但另一方面，由于螺桿泵的定、轉(zhuǎn)子間有一定的過盈值，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子橡膠受到周期性壓縮，產(chǎn)生摩擦面的自動(dòng)升溫和疲勞。 從試驗(yàn)得知，自動(dòng)升溫值和壓縮疲勞以及橡膠的老化是加載頻率 (即轉(zhuǎn)速 )的函數(shù)，因此，選擇泵的適當(dāng)轉(zhuǎn)速是很有必要的。 (2)介質(zhì)粘度對(duì)螺桿泵工作特性的影響 通過室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，試驗(yàn)介質(zhì)的粘度增加也會(huì)使泵的容積效率得到改善，因?yàn)檎扯仍酱?，分子間的力就越大，外力破壞其結(jié)構(gòu)就越困難，表現(xiàn)在螺桿泵上，就是密封效果變好，即在同一凈舉升高度條件下，試驗(yàn)介質(zhì)粘度增加，泵的容積效率升高。 入下圖。 一般來說 ， 近幾年設(shè)計(jì)的地面驅(qū)動(dòng)采油螺桿泵 ，最高轉(zhuǎn)速均在 300r/min 左右 ， 而最常用的轉(zhuǎn)速為50～ 200r/min。 在磨蝕工況下 ， 定子橡膠的磨損量與轉(zhuǎn)速的平方成正比 。 0204060801000 4 8 12ηv,%P , M P a①② (1) 溫度對(duì)螺桿泵工作特性的影響 在同一凈舉升高度條件下 ， 溫度升高 ， 螺桿泵容積效率也隨之提高 ， 圖718所示 。 舉升介質(zhì)溫度對(duì)螺桿泵特性的影響 (1)清水 ,15度 (2)清水 ,30度 影響螺桿泵使用壽命的因素很多 ， 通過長期的實(shí)踐摸索 ， 從產(chǎn)品質(zhì)量的角度分析其主要因素有以下幾點(diǎn) 。