螺杆泵井转速对泵效影响研究与应用
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螺杆泵技术参数一、螺杆泵简介螺杆泵是一种重要的离心泵类型,具有较广泛的应用领域。
螺杆泵通过螺杆的旋转产生离心力,将流体推送至较高位置,广泛应用于石油工业、化工工程、食品加工等领域。
二、螺杆泵的技术参数螺杆泵的技术参数通常包括以下方面:1. 流量流量是螺杆泵的重要参数,它表示单位时间内流经泵的液体量。
流量的单位通常为立方米/小时或升/秒。
在实际应用中,流量与液体的粘度、入口压力和螺杆的几何尺寸等因素相关。
2. 扬程扬程是指液体从泵的入口到出口所需的能量,也就是液体在泵中的升高高度。
扬程的单位通常为米。
扬程与泵的结构、运行状态和工作条件等有关。
3. 功率功率是指泵所需的能量,用于推动液体运输。
功率的单位通常为千瓦或马力。
泵的功率与流量和扬程等参数有关。
4. 转速转速是指螺杆泵的旋转速度,通常以转/分钟(rpm)为单位。
螺杆泵的转速与其流量和扬程密切相关。
5. 出口压力出口压力是指泵在出口处的压力大小,通常以帕斯卡(Pa)为单位。
出口压力与液体的流量、扬程和泵的运行状态等有关。
6. 温度范围温度范围是指螺杆泵可以正常工作的液体温度范围。
不同类型的螺杆泵对液体温度的要求不同,常见的温度范围为-20℃至200℃。
7. 材质螺杆泵的材质通常由泵体和内部零件的材质组成。
常用的材质有铸铁、不锈钢、聚丙烯等。
选择适当的材质可以保证螺杆泵在不同工况下的可靠性和耐久性。
8. 其他参数螺杆泵的其他参数还包括进口压力、进口直径、出口直径、噪音、振动等。
根据不同的应用需求,可能还有其他特殊的技术参数需要考虑。
三、总结螺杆泵是一种重要的流体输送设备,其技术参数直接影响到其在工程应用中的性能和效果。
在选购和使用螺杆泵时,应根据具体应用需求,合理选择合适的螺杆泵技术参数,以保证设备的正常运行和高效工作。
以上是对螺杆泵技术参数的简要介绍,希望对您有所帮助。
螺杆泵的主要参数
螺杆泵作为一种常用的正位移泵,其主要参数包括以下几个方面:
1.流量:螺杆泵的流量参数代表单位时间内泵能输送的流体体积,通常以立方米/小时(m³/h)或升/分钟(L/min)为单位进行表示。
2.扬程:扬程是指流体从低压区域到高压区域所需克服的压力差。
对于螺杆泵而言,扬程常作为工作压力的指标,通常以米(m)为单位进行表示。
3.工作压力:工作压力是指螺杆泵在工作过程中所能承受的最大压力。
常用单位为巴(bar)或兆帕(MPa)。
4.转速:螺杆泵的转速指的是泵主轴每分钟旋转的圈数,常用单位为转/分钟(rpm)。
转速的大小直接影响泵的流量和扬程。
5.功率:泵的功率是指泵在单位时间内所消耗的能量,用于驱动泵的主要动力源。
常用单位为千瓦(kW)。
6.温度范围:螺杆泵适用的温度范围是指泵能正常工作的最低和最高温度范围。
泵的工作温度范围取决于泵材料的耐温性能。
以上是螺杆泵的一些主要参数,这些参数的具体数值会根据不同的螺杆泵型号、用途和工况而有所差异。
在选择和使用螺杆泵时,需要根据实际需求合理选择适合的参数。
如何正确选择双螺杆泵的型号泵的选型包括性能参数的选择和泵结构型式的选择,泵结构型式的选择参见双螺杆泵的结构形式介绍。
一、性能参数的选择:1、流量Q:作为容积式泵,影响双螺杆泵流量的因素主要有转速n,压力p,以及介质的粘度v。
1.1 、转速n 的影响:螺杆泵在工作时,两螺杆及衬套之间形成密封腔,螺杆每转动一周便由进口向出口移出一个密封腔,即一个密封腔的体积的液体被排出去。
理想状态下,泵内部无泄漏,那么泵的流量与转速成正比。
即:Qth=n*qn----转速;q----理论排量,即泵每转一周所排出的液体体积;Qth----理论排量。
1.2、压力△P的影响:泵实际工作过程中,其内部存在泄漏,也称滑移量。
由于泵的密封腔有一定的间隙,且密封腔前、后存在压差△P,因此,有一部分液体回流,即存在泄漏,泄漏量用△Q表示,则Q=Qth-△Q显而易见,随着密封腔前、后压差△P升高,泄漏量△Q逐渐增大。
对于不同型线和结构,影响大小也各不相同。
1.3 、粘度v的影响:试想:将清水和粘稠的浆糊以相同的体积从漏斗式的容器中泄漏出去。
显然水比浆糊要泄漏得快。
同理,对于双螺杆泵,粘度大的流体比粘度小的液体的泄漏要小,泄漏量与介质粘度有一定的比例关系。
综上所述,要综合地考虑以上各种因素,通过一系列的计算才能精确地知道泵的实际流量是否符合工况要求。
2、压力△P:与离心泵不同,双螺杆泵的工作压力△P由出口负载决定,即出口阻力来决定。
出口阻力与泵的出口处的压力是匹配的,出口阻力越大,工作压力也越大。
若想知道压力,则需要用流体力学的知识对出口阻力精确的计算。
3、轴功率N:泵的轴功率分为两部分,即:Nth----液压功率,即压力液体的能量;Nr----摩擦功率。
对于确定的压力和流量,其液压功率是一定的,因此影响轴功率的因素为摩擦率Nr。
摩擦功率是由于运动部件的摩擦而消耗的那部分功率。
这些摩擦功率显然是随着工作压差的增加而增加的,并且介质粘度的增加也会引起液体摩擦功率的增加。
高速螺杆在水平井中的运用探讨随着经济全球化的快速发展,我国经济进入蓬勃发展时期。
石油的开采工作关乎着国家经济发展的水平,国家一直很重视国家石油资源的勘探与开采工作。
本文以新疆吐哈油田开发为例,通过现场试验证明了PDC钻头与井下动力钻相互配合能够在高速钻井中,针对软到中等硬度地面发挥其使用寿命高、钻井劳动强度低等优点,并证明了在现场施工中“高速螺杆钻具+常规PDC钻头”具有明显的提速效果,同时根据实验中存在的问题提出了相应的改进建议。
标签:高速螺杆;水平井;运用探讨为了能够达到缩短建井时间,降低起下钻的次数,降低建井成本,提高经济效益,可以通过使用PDC钻头钻井的方法实现。
2010年吐哈油田开展“高速涡轮钻具配常规PDC钻头”的实验项目,实验结果表明两口井的开采速度都得到了明显提升。
虽然该实验项目能够提高开采速度,但存在费用昂贵、使用时间短的问题。
2015年在总结前期实验的基础上,改造了螺杆钻具,并将其运用到定向井与水平井中,且取得良好的实验效果。
一、三塘湖盆地的基本情况概述1.地质概况吐哈油田最近几年的勘探开发区域是三塘湖盆地,其二开的井身结构在水平井中最为多见,这样的井身机构造成裸眼长,摩擦阻力大,因此在造斜点选择时一般会选择在1300米以下的地层,这些地层多深灰色的泥岩与火山岩为主。
在此地质情况钻井时,水平井出现二开的井身机构,造斜段长度大约为400米,水平段长度为800米左右。
2.钻进难点与对策三塘湖盆地的马郎沟造带钻井的难点主要是由于其地形多变且地下岩层构造复杂,在西山窑组与三叠的煤层发育较好,但在中侏罗层与目的层之间存在断层,钻井时容易造成卡钻、塌陷等情况,为钻井工作带来了难度,另外,工期的压缩以及资金的减少的情况,也为钻井工作增加困难。
通过对技术方案对比后,提高钻井速度能够将这些问题全部解决,经过对大量钻井资料的分析整理,可以通过螺杆转数与定向PDC选型两方面入手。
二、高速螺杆的选型在钻井方式中最常选用的是旋转钻井系统,其系统主要作业方式为利用井下动力带动PDC钻头对岩石进行破碎。
影响抽油机井泵效的因素分析与改进对策抽油机井泵是油田采出油的主要设备之一,其效率直接影响着油田采油的运行效率和产量。
在应对越来越严峻的市场竞争压力和能源约束背景下,需要深刻分析抽油机井泵效的影响因素,并制定改进对策,以提高其效率和降低运营成本。
1.井筒能力:井深、井径、水位等因素会直接影响井泵的吸入能力和排出能力,也会影响泵的维护和管理难度。
2.井壁砂粉:井口附近的砂粉会对泵轮和泵筒的损伤和磨损造成影响;在井中段的砂粉会随泵转而进入泵装置内部,堆积在泵轴、泵套、泵压缩腔等处,从而导致效率的下降。
3.油层性质:油的粘度、密度及其他性质会影响泵的吸入能力和流量,太稠或太稀的油会导致泵的打空或滞流现象,以及泵内磨损加剧;在含有一定水分的油中,易发生油水混合物在泵内积聚和沉淀造成卡住泵轴、阻塞泵装置等问题。
4.温度:在井筒温度过高或过低的情况下,泵轮和泵筒的热胀冷缩程度会影响装置的摩擦和泄漏,从而产生泵爆、漏油和稳压效果不佳等现象。
5.泵结构:泵结构的设计和制造质量直接关系到泵的效率、寿命和维修难度。
依据工况和油层性质选用合适的泵型,加强泵的质检和管理能力,可以有效降低运营成本和故障时间。
二、改进对策1.加强井筒管理,清理井口附近的砂粉,保持井内管壁光滑同时防止啮合。
2.评估油层性质和选用合适的泵型,调试泵的参数,预防油水混合物内部积累和油层注水导致水剩余等问题。
3.维护泵的结构,对泵的包括泵轮和泵筒在内的所有零部件进行检修,保证泵装置早期发现维修难度小的故障,加强泵的清洗管理和油层沉淀物的处理4.调整泵的运行温度,化解装置热胀冷缩带来的影响,降低泵的运行温度和压力,使液压油处于最优的运行状态之中。
5.加强泵的检测和监控,并建立完善的安全措施管理系统,提高运营人员的安全意识和技能水平,预防泵的安全事故的发生。
三、结语综上所述,对于抽油机井泵效的影响因素分析和改进对策的实施是提升油田采油效率、降低成本和提高能源利用率的关键之一。
热采工艺中螺杆泵定子橡胶的研究与应用摘要:随着各大油田对稠油开发日益受到重视,螺杆泵热采工艺已成为各油田针对稠油开采的一个重要的研究方向。
稠油井以蒸汽吞吐开采为主,注气后井温较高,为200摄氏度以上,而普通螺杆泵耐温仅为90摄氏度,致使注气后不能直接下泵生产,螺杆泵应用受到很大局限。
近年来我国在高温螺杆泵研制方面获得突破性进展,通过在多个油田现场应用,性能基本达到设计及生产要求。
关键词:稠油高温螺杆泵橡胶由于螺杆泵是一种用于传送多种化学物质及不同物态液体的举升设备,因此要求定子橡胶具有良好的物理化学性能,主要技术参数包括:抗拉强度好、弹性好、硬度高、耐高温、化学抗腐蚀能力强、溶胀性能及粘接性能好等。
下面从高温橡胶研制、螺杆泵型面设计及压胶工艺、定转子配合间隙、室内检测、现场应用等方面对高温螺杆泵的研制进行探讨。
一、高温橡胶的研制螺杆泵在稠油热采中的主要部件是橡胶衬套,因此高温螺杆泵的研制其核心就是高温橡胶的研制,稠油热采对橡胶的耐温要求至少在150℃以上,普通的丁腈橡胶在90℃以下物理机械性能稳定,是螺杆泵理想的衬套材料,超过120 ℃普通的丁腈橡胶物理机械性能急速下降,在3#标准油120℃条件下其拉伸强度几乎没有,扯断伸长率为零,说明其完全老化。
氟橡胶是既耐油又耐高温的橡胶材料,在250℃条件下其拉伸强度、扯断伸长率没有明显变化,耐磨性能很好。
但由于其内聚力较大,门尼粘度较高,在制造螺杆泵橡胶衬套时必须经过其他配合剂的改性,降低门尼粘度。
同时氟橡胶耐高温水蒸气的性能不佳,我们经过反复试验性能有所改进,但没有达到最佳状态。
在普通丁腈橡胶的基础上,经改性使之成为高饱和度的氢化丁腈橡胶既保持了普通丁腈橡胶优良的耐油及耐水蒸气性能,又使氢化丁腈橡胶的耐高温性能提高到150℃以上,在油类介质中更能耐至170℃以上,氢化丁腈橡胶还具有耐硫化氢的性能。
综合两种橡胶的性能,油井温度在170℃以下,氢化丁腈橡胶是高温螺杆泵理想的衬套材料,其物理机械性能与普通丁腈橡胶在90℃以下的性能相差无几,能适合高温油井长期开采的要求。
双螺杆泵的实验报告【双螺杆泵的实验报告】目录:1. 简介2. 双螺杆泵的原理和结构3. 实验设计和操作步骤4. 实验结果和数据分析5. 总结和讨论6. 对双螺杆泵的观点和理解1. 简介双螺杆泵是一种常见的正位移泵,它能够实现流体的稳定输送。
本实验旨在通过对双螺杆泵的实验研究,了解其工作原理和性能特点,并探索其在工程领域的应用价值。
2. 双螺杆泵的原理和结构双螺杆泵是一种通过双螺杆的旋转来实现流体输送的泵类。
其工作原理基于两个同向旋转的螺杆在泵腔中产生互相咬合的运动,从而产生压缩和排出流体的作用。
双螺杆泵的结构一般由泵体、双螺杆和密封装置等组成,其中泵体内部的螺杆两侧分别形成螺旋槽和螺旋阻挡面,实现液体在螺旋槽中的输送。
3. 实验设计和操作步骤为了研究双螺杆泵的性能表现,我们设计了以下实验步骤:步骤一:准备并安装实验设备。
将双螺杆泵与供液罐、压力计和排液罐等连接起来。
步骤二:调整实验参数。
根据实验要求,设定合适的转速、流量、进出口压力和黏度等参数。
步骤三:进行实验操作。
首先将实验介质注入供液罐,并打开相应的阀门,以使液体流入双螺杆泵。
通过改变泵的转速和其他参数,观察泵的性能变化,并记录数据。
步骤四:记录实验数据。
在实验过程中,注意实时记录进出口压力、转速、流量以及其他与泵性能相关的数据。
4. 实验结果和数据分析通过实验操作,我们得到了一系列关于双螺杆泵性能的数据。
在数据分析方面,我们可以通过绘制曲线图来观察和比较不同参数下的泵性能变化。
我们可以绘制出流量-转速曲线、扬程-转速曲线和效率-转速曲线等,以衡量双螺杆泵在不同工况下的性能特点。
我们还可以通过对比实际测量值和理论计算值,评估双螺杆泵的实际工作效果。
5. 总结和讨论双螺杆泵是一种流体输送装置,在工程领域中有着广泛的应用。
通过本实验研究,我们深入了解了双螺杆泵的工作原理和性能特点。
双螺杆泵具有输送稳定、自吸能力强、扬程变化范围广等优点,适用于许多领域,如石油化工、冶金、食品工业等。
新产品开发DQCY —3型螺杆泵井工况测试仪的研制与应用刘潮勇 曹 刚 师国臣 魏纪德(大庆油田有限责任公司采油工程研究院) 摘要 针对原有螺杆泵井工况测试仪存在的测试过程复杂、传感器体积大、低温性能差、稳定性差、安全性差、密封性差等技术问题,进行了全面改进和全新设计。
新研制的DQCY —3型测试仪采用无线信号传输方式,简化传感器的结构,缩小传感器体积;对传感器进行低高温老化处理和材料性能处理;传感器采取全密闭封装,大大提高了传感器的低温性能、稳定性和密封性;主机和发射盒采用充电电池作为电源,保证了测试的安全性。
该仪器在大庆油田100多口井、200多井次的现场应用表明,仪器性能稳定,操作简便,受到油田用户的普遍好评。
关键词 螺杆泵采油井 工况测试仪 研制 应用 对于螺杆泵井的工况测试,国内以往通常利用常规生产测试方法进行分析(产量、动液面、油套压、电流等)。
近几年来,试图通过光杆载荷的测试值反映螺杆泵井的杆柱受力状况,从而提高螺杆泵井工况分析和故障诊断的符合率,为此大庆油田开展了螺杆泵井光杆载荷测试技术的研究,先后完成了两种型号螺杆泵井工况测试仪的研制,产品也得到完善和提高,但仍存在较多需要解决的问题。
笔者针对原有测试仪存在的技术问题,进行了全面改进和全新设计,开展了DQCY —3型螺杆泵井工况测试仪的研制与应用。
测试仪的原理及组成1.设计方案原有测试仪主要存在以下几方面的问题:(1)测试过程复杂。
由于采用信号线传输,信号线的连接和固定过程繁琐,导致测试时间延长;(2)传感器体积大,不宜携带。
传感器采用电磁转换的信号拾取方式,体积较大,而且无法精简,现场安装很困难;(3)耐低温性能差。
原有传感器工作温度低限在0℃以上,不适应在北方冬季寒冷气候条件下使用;(4)稳定性差,在大轴向力条件下,扭矩测试值线性变差,测试精度降低;(5)安全性差。
需要在现场连接信号线和220V 交流电源线,信号线接电源线时需从控制柜接线,很不安全;(6)密封性差。
泵转速和频率的关系泵转速与频率的关系:理解流体动力学的核心要素在流体动力学中,泵是一个至关重要的设备,广泛应用于各种工业、农业、医疗和生活领域。
泵的性能和效率与其转速和频率有着密切的关系。
本文将深入探讨泵转速与频率的关系,以及它们如何共同影响泵的工作效果。
首先,我们需要明确泵转速和频率的基本概念。
泵转速通常指的是泵叶轮的旋转速度,通常以转/分钟(rpm)来表示。
而频率则是指单位时间内泵叶轮旋转的圈数,其单位通常为赫兹(Hz)。
在大多数情况下,泵的转速和频率是成正比的,即转速越高,频率也越高。
泵转速和频率的关系主要体现在以下几个方面:流量与压力:泵的转速和频率直接影响其流量和压力。
一般来说,转速越高,泵的流量和压力也会相应增加。
这是因为随着转速的提高,泵叶轮在单位时间内能够推动更多的流体,从而提高了流量。
同时,高速旋转的叶轮也会产生更大的离心力,使流体获得更高的压力。
效率与能耗:泵的转速和频率还会影响其效率和能耗。
在适当的转速范围内,随着转速的提高,泵的效率也会相应提高。
然而,过高的转速会导致泵的能耗增加,甚至可能导致泵叶轮的磨损加剧,从而降低泵的使用寿命。
因此,在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的转速和频率,以实现泵的最佳效率和最低能耗。
噪声与振动:泵转速和频率的提高可能会导致噪声和振动的增加。
高速旋转的泵叶轮会产生更大的气流噪声和机械振动,这不仅可能影响人们的生活和工作,还可能对泵本身的结构和性能产生不利影响。
因此,在设计和使用泵时,需要充分考虑其噪声和振动性能,以确保其在实际应用中能够满足相关标准和要求。
综上所述,泵转速与频率的关系是流体动力学中的一个重要问题。
了解它们之间的关系以及它们如何影响泵的性能和效率,对于选择合适的泵、优化泵的运行参数以及提高泵的使用寿命具有重要意义。
在实际应用中,我们需要根据具体需求和场景,综合考虑流量、压力、效率、能耗、噪声和振动等因素,选择合适的泵转速和频率,以实现泵的最佳性能和效果。
80我国有着非常丰富的稠油资源,储藏量大,开发难度不高,因此备受业内人士的关注,形成了大量的稠油生产基地。
但以往针对稠油资源的开发以注蒸汽开采为主,存在较为严重的出砂问题,且成本较高,推广难度大。
针对这一问题,近年来我国开始尝试应用螺杆泵技术进行稠油开发,取得了一定的成效。
以下针对稠油开发中对螺杆泵采油技术的应用要点进行分析与总结。
1 螺杆泵采油技术原理螺杆泵由定子、转子两个部分构成,的螺旋形过盈配合形成连续密封式腔体结构,在转子旋转过程中满足介质传输的要求。
沿螺杆泵全长,于定子橡胶衬套内表面以及转子外表面间形成多个密封式腔体结构。
在转子转动过程中,两者间不断形成密封式腔式室,并沿排出端发生推移并最终消失。
在这一过程中,受到吸入端压差因素的影响,介质被吸入其中,并逐步推挤至排出端,促进压力的持续性升高。
作为一种具有良好节能效益且结构简单的采油设备,螺杆泵采油在稠油开发领域中的应用具有一系列的优势,如结构简单且成本低廉,螺杆泵容积效率高,对黏度适应范围广等等,并且在高含砂井、高含气井稠油开发中也有着良好的适应能力。
但随着稠油开发领域中对螺杆泵采油技术的进一步应用以及相关经验的累积,也在实践中发现了螺杆泵采油技术存在的一些问题与不足,如定子橡胶损坏频率较高,导致检泵次数较多且检泵时必须起下管柱,导致操作人员的不变。
并且,定子橡胶在耐热温度方面的限制导致其无法在主蒸汽经中应用。
除此以外,由于螺杆泵采油技术下定子、转子需要实现过盈配合,运转期间热量必须通过井液带走,以免定子橡胶出现老化或膨胀等问题,对其使用寿命产生不良影响。
2 螺杆泵采油技术应用在现阶段稠油资源开发过程中,为进一步提高油井稠油出产效率,应当参考螺杆泵生产动态模型进行优化设计,并综合考虑产油性能、重油油井条件等相关因素对螺杆泵采油性能的影响,以合理优化螺杆泵型号、工作深度、光杆型号等相关参数的选择,在确保螺杆泵工作状态最佳的前提下,合理降低开发成本,提高原油产出效率。
螺杆泵井转速对泵效的影响研究与应用
作者
(单位)
摘 要:螺杆泵井转速对油井的容积泵效影响较大,但其影响关系各方面的意见却不尽一致。
本文全面阐述螺杆泵井转速对泵效的影响机理,并通过分别分析转速对泵漏失、泵充满度的影响关
系,拟合出其理论计算公式,得出了转速越高泵效越低的最终结论,并通过室内试验与现场应用的
验证,为通过合理增大泵排量、降低转速方式来提高泵效与系统效率提供理论指导。
主题词:螺杆泵采油;转速;泵效
1 引 言
随着国内各油田各螺杆泵采油的广泛应用,如何提高泵效成为采油技术人员的重要
研究课题之一,在影响泵效的各相关因素中,只有转速是可以在油井的工作中可根据井
况灵活调整,所以研究转速对泵效的影响,确定合理的转速,对螺杆泵井的产量提高与
节能增效具有重要的实际意义。
许多人认为螺杆泵井转速与泵效的关系是正比的关系,即转速越高,泵效越高,而
高转速又会加速泵与杆柱的磨损,所以对于转速的高与低存在两难的选择。其实转速越
高泵效越高仅仅是在对螺杆泵进行地面水力测试试验得出的结论,而在井下泵的实际工
作中,在综合油井的各项影响因素后,结论正好相反,即转速越低,泵效越高。
2 螺杆泵生产井泵效和转速的关系数据统计与分析
为了明确螺杆泵井转速对泵效的影响关系,通过螺杆泵生产的月度数据报表中的相
关数据进行了统计工作,以下为以具体实例:
统计数据来源:随机选取单月生产数据。
统计条件:
项目 统计要求 条件要求目的
泵排量 500 ml/r 中等排量泵
泵运转天数 100-500天 保证多数泵处在工况正常状态
泵沉没度 300m-800m 消除供液不足不泵效的影响
动液面不在井口 降低漏失、自喷等对泵效的影响
符合统计条件的螺杆泵井共374井, 数据统计结果如下:
转速范围 井数 运转天数 沉没度 泵效%
80以下 77 228 585 71
80-100 66 240 506 69
100-120 148 303 520 64
120以上 83 305 535 62
泵转速对泵效影响
62%
64%
69%
71%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
80以下80-100100-120120以上
泵转速范围(转/分钟)
泵效(%)
统计结论:转速越高,泵效越低。
统计结论分析:在螺杆泵井的工作过程中,转速主要通过两个方面对泵效的施加影
响,即泵的漏失与泵的充满程度,且影响结果相反:一方面是转速越高,漏失越少,致
使泵效越高;另一方面是转速越高,泵的充满程度越差,致使泵效越抵。井下泵工作中
的泵效综合了这两种影响,但其中漏失的影响程度小于泵充满程度的影响,所以转速越
高,泵效越低。
3 泵的漏失与转速的关系分析
3.1 转速对漏失的影响定性分析验证
在螺杆泵的地面水力测试中,只有漏失影响泵效,所以研究转速与漏失的影响只需
研究地面水力测试中泵效随转速的的变化。下图为某泵的不同转速下的水力测试泵效曲
线,从曲线中可获得两点认识,一是转速越高,泵效越高;而是泵压差越大,转速对泵
效的影响越显著。
GLB300-21泵不同转速下的泵效曲线
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
012345
泵压差(MPa)
泵效%
60转/分
80转/分
120转/分
150转/分
3.2 转速对漏失的影响的定量计算
通常泵工作压差与泵承压能力的关系用临界压差临界P来表示,我们将螺杆泵水力测
试中泵容积效率降到90%时所承受的压差定义为该泵的临界压差(临界P),其值与泵定
转子过赢成正比。
为了定量的分析转速对泵漏失的影响,我们将其影响归结为转速对临界压差的影
响,经过相关数据分析与拟合,得出转速与临界压差影响关系可用下式体现:
)100(024.01nkP临界
(公式1)
式中: -----泵的定转子过盈值
,(mm)
n
------泵转速,(r/min)
通过对大量泵水力测试数据的统计与分析,我们拟合出漏失影响的泵效计算公式
为:
在泵压差<临界压差时:
%100)1.01(P
P
临界
(公式2)
在泵压差>临界压差时:
%10081.0)(PPa
临界
(公式3)
式中:a 为与临界压差有关的变量(拟和取值为0.12)
P
-----泵工作压差,(Mpa)
3.3 转速对井下泵漏失的影响分析
通过上节分析可知,只有当泵的工作压差大于临界压差时,及漏失量达到一定规模
时,转速对漏失的影响才会显著。而在井下泵的实际工作中,由于溶胀等因数的导致过
盈增大,多数情况下都是临界压差大于泵的工作压差,而此时井下泵的漏失量受转速的
影响幅度不大。
4 泵充满度与转速的关系分析
在地面进行的水力测试中,由于液体为水或机械油,粘度低,流动性好,所以在
转速高时也能将泵空腔及时充满,而在井下泵的工作中,转速越高使流动性较差的原油
越难以及时充满泵空腔,使泵效下降。
影响泵充满度的因素除了转速外,还有原油粘度、含水、沉没度等,通过数据拟合
得出的泵充满度影响泵效的理论计算公式如下:
nPfcmw460500)3.05
(
)100/1(30
30
25.0
(公式4)
式中 -----原油粘度;
n -----泵转速;
w
f
-----含水率;
cm
P
-----沉没压力;
转速对泵充满度的影响曲线
60
65
70
75
80
85
60708090100110120130140
转速(r/min)
泵充满度%
5 转速对泵效的综合影响分析与应用
5.1 转速对泵效的综合影响计算
应用上面所述公式,我们将以一口井下泵过盈0.5mm,工作压差5Mpa的油井进行不
同转速下的泵效计算,其影响关系如下表:
转速对泵效的影响
50
60
70
80
90
100
60708090100110120130140
转速(r/min)
泵效%
充满度影响
漏失影响
综合影响
由此可见,转速对泵效的综合影响为反比关系,即转速越高,泵效越低。
5.2 现场实际应用效果
根据以上研究结果,我们将一些小泵高转速的螺杆泵井实施了换大泵调低转速的工
艺措施,其平均泵效提高了4.7%,措施效果明显。
井号
转速(r/min) 产液量(t/d) 泵效% 动液面(m) 系统效率(%)
调整前 调整后 调整前 调整后 调整前 调整后 调整前 调整后 调整前 调整后
实验井1 112 90 25.4 30.8 52.5 59.4 627.9 647.2 20.2 22.8
实验井2 106 70 14.7 16.9 48.2 55.9 426.8 413.2 16.3 20.6
实验井3 120 60 7.3 6.5 35.2 37.6 856.3 877.9 12.3 16.8
实验井4 100 70 38.0 49.3 52.8 61.1 268.3 517.4 28.3 32.5
实验井5 102 75 10.6 27.4 60.1 63.4 120.4 495.0 10.9 19.4
实验井6 120 65 11.3 12.5 32.7 33.4 484.8 459.1 15.2 14.8
实验井7 90 60 34.3 39.9 52.9 57.7 687.3 702.3 25.2 30.1
实验井8 110 75 30.4 27.8 48.0 51.5 852.2 783.4 22.6 26.4
平均值 107.5 70.63 21.5 26.4 47.8 52.5 540.5 611.9 18.9 22.9
6 结论
6.1 转速对泵效的综合影响为反比关系,即转速越低,泵效越高。
6.2合理增大泵排量、降低转速不仅可以提高螺杆泵井泵效,而且能降低能耗、提
高系统效率、减少杆泵的磨损、延长检泵周期。