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采油螺杆泵发展概述及螺杆泵设计性测试标准

时间:2020-07-17 14:53 作者:东森泵业

  一、采油螺杆泵发展概述
  上世纪三十年代中期法国的Moineau发明了单螺杆式水力机械原理以来,单螺杆泵、单螺杆马达等新型水力机械在石油、化工等众多工业领域得到了广泛的应用。上世纪六十年代未前苏联开发应用了潜油单螺杆泵采油系统用于井下原油的举升,并形成了排量为10~200m³/d、扬程为600~1200m的系列产品。但由于该种螺杆泵的转子转速很高(一般为2800~3000r/min,致使定子橡胶的抗磨损性能、抗疲劳性能不能满足长期使用的要求,加之该种举升系统复杂、成本较高等不利因素的影响,潜油螺杆泵采油没有得到推广应用。而进入九十年代初期,由于水平井、定向井、斜直井在油田的比例不断增加,以及高粘、高含砂的重油油藏的相继开发,美国、加拿大等国的一些石油公司又重新开展了潜油螺杆泵采油系统的研究与试验。与前苏联开发的潜油螺杆泵不同的是由于认识到了转子的高转速会明显降低螺杆泵的使用寿命的实际,开发了能够降低转子转速的井下减速装置,使转子转速降为500~1000r/min。虽然潜油螺杆泵性能有所改变,但矿场应用还很少采用。我国于九十年代中后期也开始尝试了潜油螺杆泵的工作,但进展不大,尚处阶段。
  地面驱动螺杆泵采油起源于上世纪八十年代初期,法国、加拿大、美国和德国等相继开发成功后,形成了排量为2~300m³/d、扬程为500~2000m的系列产品,并得到广泛应用。我国自九十年代中期开始地面驱动螺杆泵采油系统以来,也已形成了排量为2~300m³/d、扬程为500~2000m的系列产品,并已在国内各大油田逐步推广应用。
  对于井下单螺杆泵而言,主要的是容易制造的1:2结构的单头螺杆泵。较近几年来,为了增大螺杆泵的排量扩大应用领域,国内外也开展了2:3结构、4:5结构等多头螺杆泵的研究与试验工作。
  二、螺杆泵设计性测试标准对比
  (1)ISO15136提供了V1、V2、V3三种不同的设计性测试级别,根据实际需求确定不同的测试内容。例如,V3级为通过已有的2W.W双螺杆泵使用经验来确认其满足所有要求,故可以不再重新测试。
  (2)测试验收指标的不同。GB/T21411的验收标准为:在(150±7)r/min的转速下,在零压差和较大压差时,流量和扭矩值的测量值与制造商公布的特J睦曲线误差在±10%范围内。而ISO15136在液力测试方面的标准为300r/min的转速和指定的温度下,其较大的测量压力满足或超过指定的压力等级,每转的排量在说明书的±5%的范围内,扭矩在全部压力范围都为说明书的±10%以内。ISO15136对液力测试的验收提出了很加严格的要求。
  (3)设计性测试理念的不同。GB/T21411仅仅要求进行液力试验,确定零压差、较大压差时的流量、扭矩值是否满足要求,这种验收理念不能满足当前的实际需求。而ISO15136不仅仅包含液力测试(HydraulicValidation),还包含橡胶粘结测试(ElastomerAndBondValidation)、耐久性测试(DurabilityValidation),这些新的测试要求是依据螺杆泵实际应用中出现的问题而提出的。同时,ISO15136对于测试细节提出了要求.例如试验转速应该包含其工作转速范围,并至少测试3种转速,每2种转速间的差距不能大于200r/min;至少测试10组不同的压力的数据;扭矩误差在±10%内等。耐久性测试(DurabilityValidation)是从螺杆泵寿命的角度来对其性能进行测试,验证螺杆泵长期保持其性能不变的能力。

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