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      螺桿泵桿式驅動密封系統

      信息來源:admin | 發布日期: 2021-06-29 | 瀏覽量:318

      摘要:

      桿式驅動的螺桿泵密封系統是開采出砂井、氣井或稠油井的經濟有效的人工舉升方法。 桿式驅動的螺桿泵靠地面電機(電機帶動驅動頭和井中的抽油桿)帶動的驅動桿運行,新系統必須將螺桿泵井的驅動頭的底部密封,以控制井液。美國貝克休斯舉升中心研制了兩種有效的用于Lifteq驅動頭系列的密封方法:轉動密封和注射式密封。

      式驅動的螺桿泵密封系統是開采出砂井、氣井或稠油井的經濟有效的人工舉升方法。
      桿式驅動的螺桿泵靠地面電機(電機帶動驅動頭和井中的抽油桿)帶動的驅動桿運行,新系統必須將螺桿泵井的驅動頭的底部密封,以控制井液。美國貝克休斯舉升中心研制了兩種有效的用于Lifteq驅動頭系列的密封方法:轉動密封和注射式密封。
      轉動密封舉升中心提供了防泄漏和有助于監控桿式驅動螺桿泵運行狀況的轉動密封部件。新型密封部件是專為環境敏感地區研制的。通過冗余密封和漏失孔的油田技術周期檢查密封是否有效。
      一旦密封部件磨損,一打開就有液流從漏失孔流出。這時作業人員可以應用最后的冗余密封量直至預定的檢泵周期,或者鎖上轉動密封部件,用普通密封繩密封,直至下一次檢泵。應用新型密封系統避免了計劃外檢泵,計量螺桿泵降低了作業成本。
      注射式密封在作業期間當密封繩被壓扁、驅動頭仍在運行時,可插入注射式密封部件。為填補壓扁的密封繩,可用壓力槍將半流體狀的密封部件插入到小孔中。新系統縮短了停泵時間,延長了檢泵周期,減少了對環境的影響。
      螺桿泵的分類適用以及選型
         螺桿泵屬容積式轉子泵,它是由泵內螺桿齒形與泵套形成的若干密封腔的位移來吸入和排出液體的。螺桿泵內兩個相鄰密封腔間沒有理論泄漏通道的稱為嚴格密封型螺桿泵,反之為非嚴格密封型螺桿泵。
          椐目前的實際應用及有關資料顯示,螺桿泵的應用范圍很廣,它的特點是流量平穩、壓力脈動小、有自吸能力、噪聲低、效率高、壽命長、體積小、工作可靠。突出的優點是輸送介質時不形成渦流、可輸送粘度范圍寬廣的各種介質,既可以輸送各種粘度的潤滑性或腐蝕性介質,也可以輸送各種粘度的非牛頓液體,還可以氣液混輸、固液混輸。它廣泛應用于海上平臺工程、石油化工、航運、電力、機械液壓系統、食品、造紙、制糖、軍工和污水處理等工業部門。以德國阿爾維勒公司銷售經理的話說:“世界上沒有任何介質,是螺桿泵所不能輸送的?!?br />     說螺桿泵可以輸送任何介質。當然不是說某一種螺桿泵可輸送所有的介質,而是根據介質的特性和性能參數數要求可以選擇螺桿泵的不同類型。螺桿泵按螺桿數目通常分為單螺桿泵、雙、三和五螺桿泵,各有優點,在推廣應用螺桿泵時必須有選擇,只有充分利用其各自的特點,才能更好的實現節能、節材、增效益或滿足某種特殊要求。
          單螺桿泵的泵套是由非金屬彈性材料(通常是橡膠)制做的,內孔呈螺旋槽狀,它與一條螺旋狀的金屬螺桿之間形成若干密封腔。金屬螺桿作偏心旋轉運動,使密封腔由泵的低壓區位移至高壓區,完成吸入、排出液體和形成壓力的全過程。除了一般介質外,單螺桿泵可以輸送懸浮液及含金屬顆粒、含纖維等的特殊介質。在處理污水、泥漿時,常用單螺桿泵,通常工作壓力不高。
          傳統的雙螺桿泵屬非嚴格密封型螺桿泵,由金屬材料制做的泵套內有兩個相割的圓柱腔,腔內兩條螺桿互相嚙合,相嚙合的螺桿齒形在泵套與螺桿間形成若干密封腔。螺桿作旋轉運動時,密封腔由泵的低壓區位移至高壓區。有單頭螺旋,也有雙頭螺旋的雙螺桿泵,對于潤滑介質,如果螺旋升角足夠大,主螺桿可以直接帶動副螺桿。若配上同步齒輪,在理論上兩條螺桿之間可以沒有接觸。傳統雙螺桿泵雖然非嚴格密封,工作壓力不高,但可以輸送粘度范圍非常寬廣的各種介質,可以輸送各種粘度的非牛頓液體,還可以氣液混輸、固液混輸。因此,各行業都對它寄予極大的興趣,特別是石油、化工行業。
          三螺桿泵理論上屬嚴格密封型螺桿泵。在教科書中,計量螺桿泵通常都將其作為螺桿泵的典型加以介紹。三螺桿泵是由金屬泵套內的一條主螺桿帶動兩條從動螺桿組成的。每條螺桿有兩條螺旋線,在泵套與螺桿間形成若干密封腔,螺桿作旋轉運動時,密封腔由泵的低壓區位移至高壓區。三螺桿泵的最高工作壓力可達30MPa,輸送介質為清潔的、無腐蝕性的潤滑油,特殊場合可輸送高粘度、無腐蝕性介質(如:油墨、膠液等)。由于三條螺桿1∶3∶5比例的結構尺寸以及其它原因的限制,三螺桿泵輸送的介質粘度范圍有限,一般僅限于潤滑介質。
          五螺桿泵通常是非嚴格密封型螺桿泵。一條主螺桿帶動四條副螺桿,每條螺桿有兩條螺旋線。由于泵腔的單位過流截面較大,因而介質輸送量較大。五螺桿泵的工作壓力通常在0.8MPa以下,常在安裝尺寸受限制的特殊場合(如:艦艇、船舶等)用于輸油泵。
      保持螺桿泵抽油高產率的五大做法簡介
      保持螺桿泵抽油的高產率的具體做法如下:
          1、應進行聲波液面測定,確定產液面與泵吸入口的相對深度。若液面高于泵吸入口,那么井不可能以最大產量開采。如果是氣干擾影響產率,則液面高于泵吸入口;若是抽量過大導致低產,則液面應在泵吸入口處或附近。
          2、示功計測定泵充滿系數百分率,應用綜合數據采集系統可同時獲得馬達功率和示功數據。示功圖的主要用途之一是診斷泵是怎樣運行的和分析井下問題。螺桿泵計量應用生產液面測量結合示功圖可了解井是否以最大產量生產、液柱高度是否高于泵吸入口深度、泵是否不完全充滿和游離氣是否沿套管環空向上運移。
          3、診斷低能效井。診斷的方法是確定抽油系統的總效率,計量螺桿泵而確定總效率只需測量輸入原動機的功率、測定井底生產壓力和精確的生產測試數據。一般游梁式抽油系統的總效率應為50%左右,若低于此應提高其性能。提高總效率的技術包括保持高容積效率(泵的規格與井筒注入量匹配、消除氣干擾、用抽空控制器或定時器控制抽油)和換掉過大的電動機。
          4、井下氣分離。無效的泵運轉常是氣干擾造成的,可通過聲波液面測量和示功圖進行診斷。最好是將泵吸入口置于流體進入層段的下方,若置于上方則應使用氣體分離器。若閥座短節布置于流體進入層段底部以下至少10ft,則在環空中可發生有效氣分離,此時套管起分離器外筒的作用。但井的條件常不容許將泵置于流體進入層下方,則考慮用井下氣分離器。常規的氣分離器由流體進入部分(如射孔短節)、外筒(如底部有堵頭的一節油管)和泵底部的封液管組成。
          5、控制泵排量,可通過調節4種參數進行控制:柱塞尺寸、沖程長度、泵沖數、每日運轉時間。因起出設備費用大,通常不更換尺寸不合適的泵。簡單的做法是改變地面設備的配置,如移動游梁拉桿來改變地面和泵的沖程長度;其次是換掉馬達皮帶輪來控制泵的沖數。泵容積與井產能的匹配問題可通過改變日運轉時間來實現,以下幾種裝置能用來控制運轉時間:空抽控制器、間隔定時器和百分率定時器??粘榭刂破魅魴z測到泵不完全充滿就停泵。定時器控制泵的運轉時間,較便宜且操作簡單。停泵的持續時間應短到井底生產壓力上升不超過10%的油層壓力。
      本文標簽:螺桿泵
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