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                                螺桿泵設計數字化技術應用同采油螺桿泵發展概述

                                時間:2020-08-06 18:07 作者:東森泵業

                                  <一>、數字化技術在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、潛油螺桿泵的發展概況
                                  螺桿泵的常稱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,設計和制造了德國一臺新型單螺桿泵;近二十年來,學者對螺桿泵進行了大量研究,取得了一些進展。三螺桿泵因其離心泵液流平穩、容積泵的優點,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,帶動螺桿泵轉子在低速下做往復直線運動;井液經過螺桿泵增壓后,通過油管被舉升到地面。潛油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。由于我國對螺桿泵的研制起步較晚,因而采油工藝中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、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,使企業能在較短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。
                                  <二>、采油螺桿泵發展概述
                                  上世紀三十年代中期法國的Moineau發明了單螺桿式水力機械原理以來,單螺桿泵、單螺桿馬達等新型水力機械在石油、化工等眾多工業了廣泛的應用。上世紀六十年代未前蘇聯應用了潛油單螺桿泵采油系統用于井下原油的舉升,并形成了排量為10~200m3/d、揚程為600~1200m的系列產品。但由于該種螺桿泵的轉子轉速很高(一般為2800~3000r/min,致使定子橡膠的抗磨損性能、性能不能滿足長期使用的要求,加之該種舉升系統復雜、成本較高等不利因素的影響,潛油螺桿泵采油沒有推廣應用。而進入九十年代初期,由于水平井、定向井、斜直井在油田的比例不斷增加,以及高粘、高含砂的重油油藏的相繼,美國、加拿大等國的一些石油公司又重新開展了潛油雙螺桿泵采油系統的研究與試驗。與前蘇聯的潛油螺桿泵不同的是由于認識到了轉子的高轉速會明顯降低螺桿泵的使用壽命的實際,了能夠降低轉子轉速的井下減速裝置,使轉子轉速降為500~1000r/min。雖然潛油螺桿泵性能有所改變,但礦場應用還很少采用。我國于九十年代中后期也開始嘗試了潛油螺桿泵的工作,但進展不大,尚處階段。
                                  地面驅動螺桿泵采油起源于上世紀八十年代初期,法國、加拿大、美國和德國等相繼成功后,形成了排量為2~300m3/d、揚程為500~2000m的系列產品,并廣泛應用。我國自九十年代中期開始地面驅動螺桿泵采油系統以來,也已形成了排量為2~300m3/d、揚程為500~2000m的系列產品,并已在國內各大油田逐步推廣應用。
                                  對于井下單螺桿泵而言,主要的是容易制造的1:2結構的單頭螺桿泵。較近幾年來,為了增大螺桿泵的排量擴大應用,也開展了2:3結構、4:5結構等多頭螺桿泵的研究與試驗工作。

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