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                                瀝青螺桿泵應用設計一體化理念跟數字化技術應用

                                時間:2020-05-22 00:00 作者:東森泵業

                                  (一)、不銹鋼螺桿泵應用設計一體化理念

                                  (1)地面驅動系統。盡可能多地了解油井參數,根據泵型、油性及泵掛等因素,選擇不同轉速范圍、驅動能力和承載能力的驅動頭、防反轉與之相配,在考慮的系數的情況下,根據使用經驗合理匹配電機功率,減少能量消耗。

                                  變頻控制柜現場管理簡單方便,在新井、措施井、出砂井及供液差的油井使用,是不銹鋼螺桿泵與油井建立合理供排關系、節能降耗的理想設備,合理選擇會減少不銹鋼螺桿泵檢泵幾率。

                                  (2)不銹鋼螺桿泵的選擇。根據油井產能選用不銹鋼螺桿泵時,首先要依據不銹鋼螺桿泵的水力特性曲線找出其工作區域,同時還要考慮泵下井后三個方面影響因素:①定子橡膠溶脹和溫脹;②氣體;③漏失。大量的室內和現場試驗證明,泵在設定的沉沒度或額定揚程下工作,其實際排量是理論排量的60%~80%,過高的實際泵效或過低的實際泵效都將使瀝青螺桿泵的使用狀態偏離工作區域,從而導致不銹鋼螺桿泵壽命的降低。

                                  (3)不銹鋼螺桿泵的材料。不銹鋼螺桿泵采油工藝伴隨著橡膠材料的發展而逐漸完善。定子橡膠與井液中的適應性決定了泵的使用效果,井液與橡膠的配伍試驗是使系統優化的重要手段。所以,充分、真實的油井資料非常有利于核個系統的優化,在不同的工況下選用不同的橡膠材料。

                                  (4)抽油桿、油管的選擇。抽油桿在不銹鋼螺桿泵井中的受力是扭力與軸向拉力的組合,根據泵型、原油物性及泵掛等選擇不同直徑、鋼級的抽油桿,有足夠的載荷。在斜井、偏磨井中可以考慮使用連續式抽油桿配套防偏磨內襯油管。

                                  在同一口油井上采用不同尺寸的抽油桿和油管的配合,將會改變液流速度、環空阻力等參數,從而改變不銹鋼螺桿泵的揚程需求,尤其對于出砂井,液流速度直接決定砂粒攜出程度。

                                  (5)不銹鋼螺桿泵相關配套組件。合理選擇匹配不銹鋼螺桿泵采油系統中的一個組件,可能會地增加設備的性能,方便油井的維護工作,延長油井的生產周期。比如使用轉矩錨將會延緩偏磨井、斜井的偏磨現象,解決部分井難坐封的現象,用在出砂井中更是解決了砂埋難以解封的現象;使用防脫器將會解決不銹鋼螺桿泵停機高速反轉引起的抽油桿脫扣現象;使用不銹鋼螺桿泵單向泄油器將會解決停機反轉問題;使用開槽尾管將會增強泵的抽汲稠油和砂粒的性能等。隨著不銹鋼螺桿泵的應用細化,要有針對性地配套組件,從而使整個系統合理,達到延長檢泵周期的目的。

                                  (二)、數字化技術在不銹鋼螺桿泵設計中的應用

                                  制造業是一個的支柱產業,制造業的發展水平直接反映出經濟和科技的發展水平。以信息技術為主導的現代技術的發展,推動了經濟的高速增長也推動了制造業和數字化設計技術的發展。

                                  1、潛油不銹鋼螺桿泵的發展概況

                                  不銹鋼螺桿泵的全稱為ProgressingCavityPump,常稱PC泵,是20世紀30年代由法國工程師雷涅。摩伊諾(ReneMoineau)發明的,此后受到各國研究人員的關注。1931年瑞典IMO公司發明三螺桿泵;1943年,德國鮑曼(Bornemann)公司了外置軸承的雙螺桿泵,并于1944年開始批量生產;1959年以來,德國費里茨?;駥温輻U泵作了重大改進,設計和制造了新型單螺桿泵;近二十年來,學者對不銹鋼螺桿泵進行了大量研究,取得了一些進展。不銹鋼螺桿泵因其離心泵液流平穩、容積泵的優勢,被廣泛地應用于化工、食品、紡織、造紙及污水處理等。

                                  從上世紀50年代中期開始,前蘇聯開始研制石油開采用井下單螺桿泵,并于1973年形成地面驅動不銹鋼螺桿泵采油系統的批量生產,在高粘度稠油(5000mPa·s)、大油氣比油(700m3/t)和含砂油(≥2.5%v/v)開采作業中表現出較好的性能和效益。

                                  潛油不銹鋼螺桿泵采油系統是一種井下電機拖動的無桿采油設備,該系統自下而上由潛油電機、減速器、保護器、聯軸體和不銹鋼螺桿泵等組成,系統利用動力電纜將電力傳送至潛油電機,通過減速器減速和聯軸體進行運動形式的轉換后,帶動不銹鋼螺桿泵轉子在低速下做往復直線運動;井液經過不銹鋼螺桿泵增壓后,通過油管被舉升到地面。潛油不銹鋼螺桿泵因具有較高的系統效率而日益受到重視。據美國相關人士預言,電動潛油不銹鋼螺桿泵將在中淺井、深井和低產油田中普遍采用,以代替常規的抽油機,成為主要的機械采油設備。由于我國對不銹鋼螺桿泵的研制起步較晚,因而采油工藝中不銹鋼螺桿泵的應用仍處于初始階段。但近幾年來隨著技術的不斷引進,許多油田和企業正致力于潛油不銹鋼螺桿泵方面的研究并已開始現場試驗和應用。

                                  2、數字化設計內涵及應用

                                  數字化設計是一種以計算機技術為基礎的系統化、集成化的現代設計技術,以實現產品設計為目標,以計算機軟硬件技術為基礎,以數字化信息為輔助手段,是支持產品建模、分析、修改、優化以及生成設計文檔的相關技術的集合。數字化設計集成了現代設計制造過程中的多項技術,包括三維建模、裝配分析、優化設計、系統集成、產品信息管理、虛擬設計與制造、多媒體和網絡通訊等,是一項多學科的綜合技術。數字化設計的內涵是支持企業產品的全過程、創新設計、相關數據管理和流程的控制與優化等。歸納起來:“產品建模是基礎,優化設計是主體,數控技術是工具,數據管理是核心”。

                                  數字化設計技術的應用可以提高企業的產品能力、縮短產品研制周期、降低成本,使企業能在時間內組織范圍的設計制造資源出新產品,提高企業的市場響應和競爭能力。


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