高粘度油泵井機械磨損原因跟分類情況
<一>、高粘度泵井機(ji)械磨(mo)損(sun)原因(yin)
據現(xian)場(chang)調查發現(xian)在有磨(mo)(mo)損(sun)產(chan)生(sheng)的(de)高粘度(du)泵井中(zhong),機(ji)(ji)(ji)械磨(mo)(mo)損(sun)是(shi)使(shi)桿管(guan)失效(xiao)(xiao)的(de)主要(yao)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)。偏(pian)磨(mo)(mo)所產(chan)生(sheng)的(de)危害(hai)是(shi)使(shi)桿管(guan)因(yin)(yin)為磨(mo)(mo)損(sun)而失效(xiao)(xiao),甚至斷裂(lie),這(zhe)主要(yao)是(shi)由機(ji)(ji)(ji)械作用而產(chan)生(sheng)的(de)。了解機(ji)(ji)(ji)械磨(mo)(mo)損(sun)產(chan)生(sheng)的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin),對于治理偏(pian)磨(mo)(mo)起(qi)著至關重要(yao)的(de)作用。
1、井身結構引起的偏磨
由于井身結構不(bu)垂直(zhi),導致(zhi)油(you)管(guan)在(zai)井筒內(nei)發生偏(pian)移,而油(you)管(guan)內(nei)的抽(chou)油(you)桿在(zai)重力(li)作用下(xia)趨于垂直(zhi),致(zhi)使管(guan)桿接觸(chu)磨損。影響抽(chou)油(you)桿或油(you)管(guan)磨損的井況因(yin)素有(you)井斜角、套管(guan)損壞和變形。
①并斜角(jiao)(jiao)。對于(yu)常規直(zhi)井(jing)(jing)(jing)來說(shuo),井(jing)(jing)(jing)斜角(jiao)(jiao)小(xiao)于(yu)3°為(wei)合格。在鉆井(jing)(jing)(jing)過(guo)程中,雖經過(guo)多次糾(jiu)偏,但(dan)井(jing)(jing)(jing)底的(de)實際(ji)位置仍和靶(ba)心(xin)有距離。即使(shi)直(zhi)井(jing)(jing)(jing)也并不能做到(dao)與地(di)面(mian)垂直(zhi),存在井(jing)(jing)(jing)斜角(jiao)(jiao),抽(chou)油(you)桿也如(ru)此。因(yin)此,造成(cheng)了桿管(guan)之間的(de)偏磨。隨著井(jing)(jing)(jing)斜角(jiao)(jiao)增大(da),油(you)管(guan)與抽(chou)油(you)桿彎曲會(hui)更嚴重,桿管(guan)偏磨也逐(zhu)步加劇。
②套(tao)管損壞和變形。套(tao)管不同程(cheng)度地(di)損壞和變形,更使井下旋轉抽油桿處在(zai)惡劣環(huan)境內,在(zai)工(gong)作中隨時(shi)都可能造(zao)成抽油桿磨斷或扭斷等事(shi)故。
2、封隔器、油(you)管錨坐(zuo)封造成油(you)管彎(wan)曲,發(fa)生桿管偏磨
封(feng)隔器(qi)是油(you)(you)井進行多層位開(kai)采時所使用的(de)(de)工具,為了使封(feng)隔器(qi)能(neng)夠較好(hao)的(de)(de)工作需要的(de)(de)坐封(feng)力。隨著坐封(feng)力的(de)(de)增大,封(feng)隔器(qi)上端(duan)油(you)(you)管的(de)(de)下段(duan)就會因為油(you)(you)管上端(duan)的(de)(de)壓力產(chan)生失穩彎(wan)曲,從而導致抽(chou)油(you)(you)桿在高速旋轉運動時,與油(you)(you)管相互摩擦,造成抽(chou)油(you)(you)桿與彎(wan)曲油(you)(you)管的(de)(de)磨損。并且坐封(feng)力越(yue)(yue)(yue)大,油(you)(you)管彎(wan)曲程度越(yue)(yue)(yue)大,桿管偏磨也就越(yue)(yue)(yue)嚴重。
油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)錨(mao)是用來錨(mao)定油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)的工具,為了防止(zhi)抽油(you)(you)(you)(you)桿(gan)在(zai)高速旋轉運動時與(yu)油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)發生(sheng)碰撞。油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)錨(mao)在(zai)坐(zuo)封(feng)時同樣(yang)需要的坐(zuo)封(feng)重力(li)。而坐(zuo)封(feng)重力(li)將導致油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)彎(wan)曲,坐(zuo)封(feng)重力(li)越大(da),油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)彎(wan)曲越嚴重,使得抽油(you)(you)(you)(you)桿(gan)與(yu)油(you)(you)(you)(you)管(guan)(guan)接觸(chu)而發生(sheng)偏磨。
3、質量偏心
高粘度泵桿(gan)(gan)(gan)柱在高速(su)旋(xuan)轉時(shi),抽油(you)桿(gan)(gan)(gan)為均質量的(de)(de)細長(chang)桿(gan)(gan)(gan)柱。由于桿(gan)(gan)(gan)柱質量偏心和慣性力的(de)(de)作(zuo)用,使(shi)細長(chang)的(de)(de)桿(gan)(gan)(gan)柱不可能(neng)保持豎直(zhi)狀態,而會(hui)(hui)產生(sheng)(sheng)(sheng)側(ce)向位(wei)(wei)(wei)移。一方(fang)面,這(zhe)些側(ce)向位(wei)(wei)(wei)移在旋(xuan)曲作(zuo)用下將(jiang)引起離(li)(li)心力,進(jin)一步加劇側(ce)向位(wei)(wei)(wei)移的(de)(de)產生(sheng)(sheng)(sheng);另(ling)一方(fang)面,桿(gan)(gan)(gan)柱在彈性作(zuo)用下將(jiang)產生(sheng)(sheng)(sheng)恢復(fu)力,減少側(ce)向位(wei)(wei)(wei)移的(de)(de)產生(sheng)(sheng)(sheng)。當(dang)離(li)(li)心力大(da)(da)于恢復(fu)力時(shi),抽油(you)桿(gan)(gan)(gan)柱的(de)(de)側(ce)向位(wei)(wei)(wei)移將(jiang)會(hui)(hui)逐步增大(da)(da),導(dao)致(zhi)桿(gan)(gan)(gan)柱與油(you)管(guan)壁接觸,使(shi)得桿(gan)(gan)(gan)管(guan)發生(sheng)(sheng)(sheng)偏磨。若(ruo)沒有油(you)管(guan)柱約束,抽油(you)桿(gan)(gan)(gan)柱將(jiang)喪失(shi)承載能(neng)力。
4、含水(shui)率高(gao)
原油(you)含(han)水率低時(shi),桿與管的(de)摩擦面能夠形(xing)成良好的(de)油(you)潤滑;而含(han)水率高時(shi),2個摩擦面處于(yu)水潤滑狀態(tai),摩擦系(xi)數增大,增加了(le)2個表(biao)面的(de)摩擦阻力,從而加快表(biao)面磨損(sun),加劇油(you)井的(de)桿管偏磨。
<二>、高粘度泵的分類情況
高粘度(du)泵(beng)依靠相互(hu)嚙合空間的容(rong)積(ji)變化(hua)來輸送流(liu)體(ti)。目前,高粘度(du)泵(beng)按照螺(luo)桿(gan)數(shu)目可(ke)以分為(wei)單螺(luo)桿(gan)泵(beng)、雙(shuang)螺(luo)桿(gan)泵(beng)、三(san)螺(luo)桿(gan)泵(beng)、四螺(luo)桿(gan)泵(beng)和五螺(luo)桿(gan)泵(beng)。四螺(luo)桿(gan)泵(beng)只有美(mei)國金字塔少(shao)數(shu)公司生(sheng)產,其(qi)特點與五螺(luo)桿(gan)泵(beng)類似。按照吸(xi)入方式,高粘度泵可以分(fen)為單吸式(shi)和雙吸式(shi)。按照(zhao)高粘度(du)泵(beng)螺(luo)(luo)桿螺(luo)(luo)紋頭數(shu),分(fen)為單頭和雙頭高粘度(du)泵(beng)。
1、單螺桿泵(beng)
單(dan)螺(luo)(luo)桿(gan)(gan)泵(beng)(beng),主要由(you)螺(luo)(luo)桿(gan)(gan)、泵(beng)(beng)套(襯(chen)套)和萬向(xiang)聯(lian)軸節組成。單(dan)螺(luo)(luo)桿(gan)(gan)泵(beng)(beng)轉子是(shi)圓形斷面的(de)螺(luo)(luo)桿(gan)(gan),它在形狀的(de)襯(chen)套(定子)中一(yi)方面作行星(xing)運動,一(yi)方面沿著定子內(nei)螺(luo)(luo)紋(wen)將(jiang)液體向(xiang)前推進(jin),從吸(xi)入腔連續地移動到壓力腔,腔內(nei)流(liu)體是(shi)軸向(xiang)均勻流(liu)動、無(wu)渦流(liu)和攪動。
2、雙(shuang)螺桿泵
雙(shuang)(shuang)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)泵(beng)(beng)(beng)是(shi)由主動(dong)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(主桿(gan)(gan)(gan)(gan))、從(cong)動(dong)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(從(cong)桿(gan)(gan)(gan)(gan))、泵(beng)(beng)(beng)體(ti)、閥(fa)、聯軸(zhou)器(qi)、過濾器(qi)、同步齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)和滾動(dong)軸(zhou)承(cheng)組成。兩(liang)(liang)根螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)(轉(zhuan)(zhuan)子(zi))相互嚙合,在(zai)襯套(定子(zi))中運轉(zhuan)(zhuan),依(yi)靠所(suo)形成的(de)(de)密封腔(qiang)(qiang)的(de)(de)容積變化吸入(ru)和排出流體(ti)。流體(ti)是(shi)軸(zhou)向(xiang)均(jun)勻(yun)流動(dong)、無渦流和攪動(dong)。雙(shuang)(shuang)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)泵(beng)(beng)(beng)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)和定子(zi)均(jun)為(wei)剛性材料制成,其制造(zao)精度要求(qiu)比單螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)泵(beng)(beng)(beng)高(gao)。按(an)照吸入(ru)方式(shi),雙(shuang)(shuang)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)泵(beng)(beng)(beng)可以分為(wei)單吸式(shi)和雙(shuang)(shuang)吸式(shi)。單吸式(shi)高(gao)粘度泵(beng)(beng)(beng)吸入(ru)腔(qiang)(qiang)和壓力腔(qiang)(qiang)存在(zai)壓差。單吸雙(shuang)(shuang)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)泵(beng)(beng)(beng)通(tong)常要考慮平(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)軸(zhou)向(xiang)力的(de)(de)液(ye)力平(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)裝置。雙(shuang)(shuang)吸式(shi)雙(shuang)(shuang)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)泵(beng)(beng)(beng),泵(beng)(beng)(beng)體(ti)內裝有兩(liang)(liang)根左右旋(xuan)單頭螺(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)的(de)(de)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan),由于(yu)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)兩(liang)(liang)端處于(yu)同一壓力腔(qiang)(qiang)中,螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)上的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)力自行(xing)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)。主桿(gan)(gan)(gan)(gan)通(tong)過同步齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)帶動(dong)從(cong)桿(gan)(gan)(gan)(gan)回(hui)轉(zhuan)(zhuan),兩(liang)(liang)根螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)以及螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)(gan)(gan)與泵(beng)(beng)(beng)體(ti)之間的(de)(de)間隙(xi)靠齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)和軸(zhou)承(cheng)。
3、三螺桿泵
三螺桿(gan)(gan)泵,主(zhu)要(yao)是由主(zhu)桿(gan)(gan)、兩根從(cong)桿(gan)(gan)和包容(rong)三螺桿(gan)(gan)的(de)泵套(tao)組成。主(zhu)桿(gan)(gan)螺紋(wen)凸形雙頭,從(cong)桿(gan)(gan)螺紋(wen)為(wei)凹形雙頭,兩者(zhe)螺旋相反。
4、五螺桿泵
雙(shuang)吸式(shi)五(wu)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)泵(beng),泵(beng)套內(nei)裝(zhuang)(zhuang)有五(wu)根(gen)左、右旋雙(shuang)頭螺(luo)(luo)(luo)(luo)紋的螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan),螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)上的軸向力自(zi)行平(ping)衡。螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)齒廓上有一段是漸開(kai)線(xian),它起著主桿(gan)向從傳遞運動(dong)的作(zuo)用。螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)兩端裝(zhuang)(zhuang)有滾動(dong)軸承,螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)與泵(beng)套之間(jian)的間(jian)隙。