螺杆泵是按迥转啮合容积式原理工作的新型泵种,其主要工作部件是偏心螺杆(转子)和固定的衬套(定子)。由于定子和转子的特殊几何形状,分别形成单独的密封容腔,介质在轴向被均匀推行流动,内部流速低,容积保持不变,压力稳定,因而不会产生涡流和搅动。除此之外,螺杆泵的定子选用多种弹性材料糅合制成,在高粘度流体、含有硬质悬浮颗粒介质或含有纤维介质的输送方面,与一般泵种相比具有明显优势,因此螺杆泵被广泛应用在出砂井和稠油井当中。
螺杆泵采油系统可以分成动力系统、传动系统、执行系统、控制系统、配套工具以及井下管柱六部分。
1.潜油螺杆泵动力系统:包括电机、电动电缆和变压器等。动力电缆将三相电传递给井下电机,而其中的零线又起到井下温度压力传感器的信号传输作用。
2.潜油螺杆泵传动系统:包括齿轮减速机、保护器、联轴体,内含轴承、密封 、压紧弹簧等关键零部件。减速器的输入轴与电机的输出轴直接相连,其输出轴通过保护器与联轴体的输入轴相连 ,主要起减速并提高扭矩的作用。联轴体和一般的连轴装置不同,除了传递扭矩外,还将承受螺杆泵转子反作用过来的轴向压力,同时要将输入轴的定轴转动转换为输出轴的行星偏转运动,以适应螺杆泵转子的运动要求,井液通过联轴体上的孔眼流入到泵的输入端。
3.潜油螺杆泵执行系统:即螺杆泵,由金属转子和橡胶定子组成。转子在定子中旋转时,两者之间形成动态密封腔室,将原油从泵的吸入端推进到输出端并举升至地面。
4.潜油螺杆泵控制系统:包括上位机(计算机)和下位机(PLC)、变频器、井下温度与压力传感器等。控制系统所起的作用自下面上有三个层面:软启动保护电机;根据动液面位置调整转速,防止供采不平衡,井液抽干而导致烧泵故障发生;根据井下采集的压力、油温等信号,综合螺杆泵的容积效率、机械效率等参数,合理微调螺杆泵转速,以期获得采油系统的最佳经济使用寿命。
5.其他:包括油管,接簆、泄油阀、电缆卡子、封隔器、泵与套管瞄定装置、防脱工具等。
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