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高粘度油泵的基础理论研究概述同腐性磨损的原因

2020-10-17 19:40:49
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[一]、高粘度油泵的基础理论研究概述
  上世纪六十年代前苏联对单螺杆泵的工作原理进行了理论和试验研究,初步确定了高粘度油泵的定转子型线方程、转子在定子中的运动规律以及高粘度油泵排量特性和转子轴向力的计算方法等。八十年代中后期,华东石油大学和北京石油勘探研究院学者对单螺杆泵水力机械的基础理论进行了深入研究,建立了单螺杆泵水力机械螺杆一衬套副平面、空间啮合理论,分析了螺杆一衬套副这对在空间内啮合的共扼曲面的特点。这对共扼曲面满足三个要求即一是能啮合,就是能够满足一般齿形啮合运动的要求;二是能密封,就是高粘度泵衬套之间能够形成多个密封腔室,以充满工作流体;三是能推移,就是随着转子的转动能够使密封腔室连同其中的工作流体连续沿轴向推移,并在推移过程中进行机械能和液压能的相互转化。
  [二]、高粘度油泵井腐性磨损的原因
  1、腐蚀磨损的内容
  腐蚀磨损失效是指在摩擦过程中,杆管与周围介质发生了化学或电化学作用,这种作用加剧了材料的磨损。其特征是化学腐蚀和机械磨损同时存在并互相。机械磨损可以除去杆管表面的可缓腐蚀产物,把新的金属暴露在介质中,从而了磨损面的腐蚀。
  2、腐蚀磨损的原因
  腐蚀磨损是高粘度油泵采油系统中杆管磨损的另外一种磨损形式,这种形式主要体现在油田的后期。随着我国东部油田的不断深入,混合液中的含水量地增加,直到现在含水达到90%以上,含水量的增加也带来了其他介质的物性变化,下面列举目前已经存在的一些腐蚀磨损。
  (1)综合含水的影响
  随着含水的不断增加,油井产出液的化学性质也在发生变化。当含水比例达到程度后,油井产出液由油包水转换为水包油,在此产出液中工作的抽油杆、油管的外壁就失去了油液的保护作用,摩擦的润滑剂由原油变为产出水,产出水直接接触金属,产生化学腐蚀。另外,由于杆管本身原来就存在磨损的情况,又失去原油的润滑作用,使得油管内壁和抽油杆磨损速度加快,磨损严重。
  (2)腐蚀介质的影响
  随着我国东部油田的,在含水量大量增加的同时,时也出现了其他化学物质含量过高的特点,即矿化度、Cl-、H多等含量过高。产出液中这些化学物质的大量增加,导致了高粘度油泵井抽油杆和油管等金属物质发生化学腐蚀的速度增加,最终导致了抽油杆以及油管的腐蚀失效。腐蚀和偏磨可以互相,当杆管磨损以后,就加快了腐蚀的速度,而杆管被腐蚀后,其强度降低,磨损的速度也会加快固。
  (3)缝隙腐蚀和冲蚀明显
  由于产出液含水较高及产出液的强腐蚀性,使杆管螺纹联接处产生缝隙腐蚀;另外,由于产出液对油管公螺纹外缘的冲刷作用,再加上产出液的强腐蚀性,发生冲蚀,易使油管公螺纹老化。油管螺纹联接处处在偏磨腐蚀、缝隙腐蚀和冲蚀的综合作用下,易使该处产生油管断脱、刺漏。
  (4)管、杆等的材料性能较差
  由于油井的产出液具有强腐蚀性,而所用的油管性能达不到要求,油管表层涂料的强度和性较差,再加上已经存在的偏磨,因此,油管腐蚀、磨损严重,甚至穿孔和磨蚀成裂缝。腐蚀疲劳的特点:在介质作用下,材料疲劳强度显著降低。