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螺桿高粘度保溫泵ESPSP系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題及化解策略

文章作者:何氏高溫油泵   發(fā)布時間:2016-06-12
為了抵抗螺桿泵吸入端與輸出端的巨大壓差,的容積效率,新出廠的螺桿高粘度保溫泵定子橡膠襯套與金屬轉(zhuǎn)子之間留有0.4mm左右的過盈量,加之在運轉(zhuǎn)前定子和轉(zhuǎn)子接觸面之間的潤滑缺陷,啟動時摩擦阻力矩很大。

通過對過去投入生產(chǎn)試運行的ESPCP系統(tǒng)的失效分析和試驗總結(jié),可以歸納為如下幾種問題可以解決或尚待解決:
  1)啟動方式采取軟啟動。為了抵抗螺桿泵吸入端與輸出端的巨大壓差,的容積效率,新出廠的螺桿高粘度保溫泵定子橡膠襯套與金屬轉(zhuǎn)子之間留有0.4mm左右的過盈量,加之在運轉(zhuǎn)前定子和轉(zhuǎn)子接觸面之間的潤滑缺陷,啟動時摩擦阻力矩很大。這時,電機(jī)的功率損耗是正常運轉(zhuǎn)時的1.3~2倍。為了保護(hù)電機(jī),防止啟動電流過大,應(yīng)該采用變頻方式進(jìn)行軟啟動。
  2)根據(jù)油品物理化學(xué)性質(zhì)合理設(shè)計螺桿泵。這包括定子橡膠成分的動態(tài)優(yōu)調(diào)整和定子、轉(zhuǎn)子幾何參數(shù)的設(shè)計。各個油區(qū)的油品不同,尤其是酸堿度、油氣比等指標(biāo)存在很大差異時,對橡膠的使用壽命影響很大。螺桿高粘度保溫泵制造商應(yīng)通過試驗建立一個相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計支撐數(shù)據(jù)庫,根據(jù)不同油井的油品和運轉(zhuǎn)參數(shù),包括原油中混雜氣體的成分和比例、油溫、粘度、泵兩端的壓差、運轉(zhuǎn)速度等,動態(tài)調(diào)整定子橡膠的配方。另外,定子橡膠與金屬筒壁的粘接方式,轉(zhuǎn)子表面形參的微調(diào)也需要做進(jìn)一步的理論分析與試驗研究。這樣,可以逐步脫膠、撕裂、膠融等現(xiàn)象,提高橡膠的抗磨損能力,終提高泵的使用壽命。
  3)改進(jìn)傳動系統(tǒng)零部件的設(shè)計。為了螺桿高粘度保溫泵的使用壽命,轉(zhuǎn)子的合理轉(zhuǎn)動速度范圍為180~500r/min。目前,取消減速器,單靠電機(jī)產(chǎn)生這樣的輸出轉(zhuǎn)速還不太合適,預(yù)計在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)ESPCP系統(tǒng)中還離不開機(jī)械傳動裝置。
  通過運行結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),早期的傳動裝置失效主要是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理造成的,但這種問題比較容易解決。后來的失效集中反映在密封件失效和軸承破損,是軸承滾珠、上下圈與保持架破碎的情形。實踐中發(fā)現(xiàn),只要不出現(xiàn)意外斷電問題,滾動軸承破碎后尚可作為“滑動軸承”支持ESPCP系統(tǒng)運轉(zhuǎn)相當(dāng)長一段時間,而密封件損壞后,泥砂和金屬屑會進(jìn)入一些關(guān)鍵部位(如減速器的齒面之間或電機(jī)中),導(dǎo)致整個系統(tǒng)在短時間內(nèi)失效。減速器輪齒因金屬顆粒介入而導(dǎo)致的崩齒和嚴(yán)重磨損現(xiàn)象。解決這個問題的關(guān)鍵是研制密封件以及并能夠承受較大軸向推力的限徑軸承。
  4)建立環(huán)境監(jiān)測與系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)控機(jī)制。根據(jù)我國目前石油開采管理體制狀況、石油資源以及原油品質(zhì)狀況,安排ESPCP系統(tǒng)在低產(chǎn)油井中進(jìn)行開采作業(yè)能發(fā)揮其特長,受石油開采部門的青睞。但是,低滲透率油井的供液量不足問題常常導(dǎo)致“燒泵”現(xiàn)象發(fā)生,因為通常采用的油井動液面環(huán)空測量法是間斷性測量,難以實時掌握井下動液面位置。解決這個問題的關(guān)鍵是要完善井下原油滲透率的監(jiān)測機(jī)制,實時調(diào)整產(chǎn)液量與供液量的動平衡關(guān)系,盡可能減少ESPCP系統(tǒng)的停機(jī)調(diào)整次數(shù)。

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