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高粘度油泵井机械磨损原因跟分类情况

2020-11-13 19:39:42
新闻详情

<一>、高粘度泵井机械磨损原因
  据现场调查发现在有磨损产生的高粘度泵井中,机械磨损是使杆管失效的主要原因。偏磨所产生的危害是使杆管因为磨损而失效,甚至断裂,这主要是由机械作用而产生的。了解机械磨损产生的原因,对于治理偏磨起着至关重要的作用。
  1、井身结构引起的偏磨
  由于井身结构不垂直,导致油管在井筒内发生偏移,而油管内的抽油杆在重力作用下趋于垂直,致使管杆接触磨损。影响抽油杆或油管磨损的井况因素有井斜角、套管损坏和变形。
  ①并斜角。对于常规直井来说,井斜角小于3°为合格。在钻井过程中,虽经过多次纠偏,但井底的实际位置仍和靶心有距离。即使直井也并不能做到与地面垂直,存在井斜角,抽油杆也如此。因此,造成了杆管之间的偏磨。随着井斜角增大,油管与抽油杆弯曲会更严重,杆管偏磨也逐步加剧。
  ②套管损坏和变形。套管不同程度地损坏和变形,更使井下旋转抽油杆处在恶劣环境内,在工作中随时都可能造成抽油杆磨断或扭断等事故。
  2、封隔器、油管锚坐封造成油管弯曲,发生杆管偏磨
  封隔器是油井进行多层位开采时所使用的工具,为了使封隔器能够较好的工作需要的坐封力。随着坐封力的增大,封隔器上端油管的下段就会因为油管上端的压力产生失稳弯曲,从而导致抽油杆在高速旋转运动时,与油管相互摩擦,造成抽油杆与弯曲油管的磨损。并且坐封力越大,油管弯曲程度越大,杆管偏磨也就越严重。
  油管锚是用来锚定油管的工具,为了防止抽油杆在高速旋转运动时与油管发生碰撞。油管锚在坐封时同样需要的坐封重力。而坐封重力将导致油管弯曲,坐封重力越大,油管弯曲越严重,使得抽油杆与油管接触而发生偏磨。
  3、质量偏心
  高粘度泵杆柱在高速旋转时,抽油杆为均质量的细长杆柱。由于杆柱质量偏心和惯性力的作用,使细长的杆柱不可能保持竖直状态,而会产生侧向位移。一方面,这些侧向位移在旋曲作用下将引起离心力,进一步加剧侧向位移的产生;另一方面,杆柱在弹性作用下将产生恢复力,减少侧向位移的产生。当离心力大于恢复力时,抽油杆柱的侧向位移将会逐步增大,导致杆柱与油管壁接触,使得杆管发生偏磨。若没有油管柱约束,抽油杆柱将丧失承载能力。
  4、含水率高
  原油含水率低时,杆与管的摩擦面能够形成良好的油润滑;而含水率高时,2个摩擦面处于水润滑状态,摩擦系数增大,增加了2个表面的摩擦阻力,从而加快表面磨损,加剧油井的杆管偏磨。
  <二>、高粘度泵的分类情况
  高粘度泵依靠相互啮合空间的容积变化来输送流体。目前,高粘度泵按照螺杆数目可以分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵、四螺杆泵和五螺杆泵。四螺杆泵只有美国金字塔少数公司生产,其特点与五螺杆泵类似。按照吸入方式,高粘度泵可以分为单吸式和双吸式。按照高粘度泵螺杆螺纹头数,分为单头和双头高粘度泵。
  1、单螺杆泵
  单螺杆泵,主要由螺杆、泵套(衬套)和万向联轴节组成。单螺杆泵转子是圆形断面的螺杆,它在形状的衬套(定子)中一方面作行星运动,一方面沿着定子内螺纹将液体向前推进,从吸入腔连续地移动到压力腔,腔内流体是轴向均匀流动、无涡流和搅动。
  2、双螺杆泵
  双螺杆泵是由主动螺杆(主杆)、从动螺杆(从杆)、泵体、阀、联轴器、过滤器、同步齿轮和滚动轴承组成。两根螺杆(转子)相互啮合,在衬套(定子)中运转,依靠所形成的密封腔的容积变化吸入和排出流体。流体是轴向均匀流动、无涡流和搅动。双螺杆泵转子和定子均为刚性材料制成,其制造精度要求比单螺杆泵高。按照吸入方式,双螺杆泵可以分为单吸式和双吸式。单吸式高粘度泵吸入腔和压力腔存在压差。单吸双螺杆泵通常要考虑平衡轴向力的液力平衡装置。双吸式双螺杆泵,泵体内装有两根左右旋单头螺纹的螺杆,由于螺杆两端处于同一压力腔中,螺杆上的轴向力自行平衡。主杆通过同步齿轮带动从杆回转,两根螺杆以及螺杆与泵体之间的间隙靠齿轮和轴承。
  3、三螺杆泵
  三螺杆泵,主要是由主杆、两根从杆和包容三螺杆的泵套组成。主杆螺纹凸形双头,从杆螺纹为凹形双头,两者螺旋相反。
  4、五螺杆泵
  双吸式五螺杆泵,泵套内装有五根左、右旋双头螺纹的螺杆,螺杆上的轴向力自行平衡。螺杆齿廓上有一段是渐开线,它起着主杆向从传递运动的作用。螺杆两端装有滚动轴承,螺杆与泵套之间的间隙。