螺桿泵具有兩個(gè)或兩個(gè)以上嚙合螺桿,可以在殼體中轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)吸、排的液壓泵。
單螺桿泵利用螺桿的旋轉(zhuǎn)來吸排液體泵,它適于吸排黏稠液體。
適應(yīng)高含砂井。理論上,螺桿泵可輸送含沙量達(dá)80%的砂漿,在原油中含沙量達(dá)40%的情況下也可正常生產(chǎn)。
適應(yīng)高含氣井。螺桿泵不會(huì)發(fā)生氣鎖,因此較適合于油氣混輸,但井下泵入口的游離氣會(huì)影響容積速率。
適合稠油開采。一般來說,螺桿泵適合黏度為8000mPa.S以下的原油開采,因此多數(shù)稠油井都可以應(yīng)用。
螺桿泵是一種單螺桿式輸運(yùn)泵,它的主要工作部件是偏心螺旋體的螺桿(稱轉(zhuǎn)子)和內(nèi)表面呈雙線螺旋面的螺桿襯套(稱定子)。其工作原理是當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn),另一方面它又沿襯套內(nèi)表面滾動(dòng),于是形成泵的密封腔室。螺桿每轉(zhuǎn)一周,密封腔內(nèi)的液體向前推進(jìn)一個(gè)螺距,隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),液體螺旋形方式從一個(gè)密封腔壓向另一個(gè)密封腔,后擠出泵體。
螺桿泵有以下優(yōu)點(diǎn):
一、吸入性能好,具有自吸能力;
二、流量均勻連續(xù),振動(dòng)小,噪音低;
三、與其它回轉(zhuǎn)泵相比,對(duì)進(jìn)入的氣體和污物不太敏感;
四、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí),安裝保養(yǎng)容易;
五、壓力和流量范圍寬闊。壓力約在3.4-340千克力/cm2,流量可達(dá)18600cm3/分;
六、運(yùn)送液體的種類和粘度范圍寬廣;
七、因?yàn)楸脙?nèi)的回轉(zhuǎn)部件慣性力較低,故可使用很高的轉(zhuǎn)速;
螺桿泵采油作為一種新興的人工舉升方式,具有投資少、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)能以及適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),能降低采油成本,提升采油效益,由于有抽油機(jī)柱塞泵、潛油電泵、水力活塞泵等機(jī)采方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn),倍受油田重視,并有望成為油田主要的機(jī)采方式之一。
螺桿泵在使用過程中也要受到如下條件的限制:
一、工作溫度限制。螺桿泵定子襯套一般采用丁睛橡膠,因此螺桿泵的工作溫度決定于丁睛橡膠的耐熱性能。
二、應(yīng)用條件的限制。不同橡膠的配方對(duì)不同的原油物性適應(yīng)性也不同,這主要是原油中烴的組分對(duì)橡膠性能的影響不同造成的。HZS含量高會(huì)使橡膠變硬、變脆,降低定子的使用壽命。在采油的增產(chǎn)措施(如三元復(fù)合驅(qū)等)中使用的化學(xué)劑對(duì)定子橡膠也會(huì)有影響,如溶脹、結(jié)垢等。
三、排量限制。目前螺桿泵的大排量一般低于400m3/d,雖然研討人員試圖通過結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、增加運(yùn)動(dòng)比值等途徑提升螺桿泵的排量,但受到研討條件和其它條件的限制,目前實(shí)際效果并不明顯。
四、揚(yáng)程限制。三螺桿泵的揚(yáng)程與轉(zhuǎn)子與定子的過盈值和級(jí)數(shù)密切相關(guān),增大這兩項(xiàng)參數(shù),勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致扭矩的大幅度增加,工作環(huán)境愈加惡劣,從而增加抽油桿柱斷裂的危險(xiǎn)。另外,螺桿泵的加工工藝也限制了螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子的長(zhǎng)度。目前,螺桿泵的揚(yáng)程大可以達(dá)到2000m以上,而國內(nèi)大只能達(dá)到1500m以下,限制了螺桿泵應(yīng)用于深井的開采。
3G三螺桿泵在輸送高粘度玻璃鋼樹脂時(shí),三螺桿泵容易卡死和密封泄漏現(xiàn)象。其主要原因是輸送介質(zhì)粘度過高、介質(zhì)有腐蝕性造成的。因?yàn)槿輻U泵在常規(guī)下密封都是選用普通機(jī)械密封。遇到這些情況時(shí)應(yīng)該根據(jù)三螺桿泵所輸送的介質(zhì)性質(zhì)及時(shí)替換密封和螺桿泵軸套及襯套。
3G三螺桿泵在輸送無潤(rùn)滑性高粘度介質(zhì)時(shí),很多輸送的介質(zhì)有腐蝕性,所以在輸送過程中三螺桿泵的機(jī)械密封上的O型普通橡膠圈由于不蝕性會(huì)很快變形、損壞造成三螺桿泵泄漏。遇到這種輸送高粘度、有腐蝕性、潤(rùn)滑性差的介質(zhì)時(shí)應(yīng)該把機(jī)械密封O型圈改成氟膠油封或者干脆把機(jī)械密封改成不易腐蝕性的填料密封。
3G螺桿泵與其它機(jī)械采油設(shè)備相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):
一、適用于高含砂井。理論上,不銹鋼螺桿泵可輸送含沙量達(dá)80%的砂漿,在原油中含砂量高達(dá)40%的情況下,螺桿泵仍可正常生產(chǎn)(沙埋情況除外)。
二、適應(yīng)高含氣井。螺桿泵不會(huì)氣鎖,因此較適合于油氣混輸,但井下泵入口的游離氣體會(huì)影響容積速率。
三、適合于海上油田縱式井組和水平井。螺桿泵可下在斜直井段,而且設(shè)備占地面積小,因此適合于海上采油。
四、一次性投資少。單螺桿泵與電動(dòng)潛油泵、水力活塞泵和游梁式(鏈條式)抽油機(jī)相比,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一次性投資低。
五、泵效高,節(jié)能效果好,維護(hù)費(fèi)用低。由于螺桿泵是螺旋舉升的容積泵,流量無脈動(dòng),軸向流動(dòng)連續(xù),流速平穩(wěn),負(fù)載穩(wěn)定,機(jī)械損失小,是現(xiàn)械采油設(shè)備中能耗小、速率不錯(cuò)的機(jī)種之一。
六、安裝方便,占地面積小。螺桿泵地面裝置簡(jiǎn)單,安裝方便,可以直接安裝在井口套管四通上,除原井口外,幾乎不另占面積。
七、適合稠油開采。保溫螺桿泵可開采的原油的粘度范圍較廣,適合于粘度為8000mPas(50℃)以下的原油開采,因此多數(shù)稠油井都可以應(yīng)用。