发布时间 : 星期三 文章螺杆泵故障原因分析及对策更新完毕开始阅读
一、 螺杆泵采油工艺简介 ........................................................................................................................... 2 二．螺杆泵的分类 ......................................................................................................................................... 2
2.1单螺杆泵......................................................................................................................................... 2 2.2双螺杆泵和多螺杆泵 ....................................................................................................................... 2 2.3 排量 .................................................................................................................................................. 3 2.4 功率 .................................................................................................................................................. 3 三、螺杆泵的基本工作原理以及结构 ......................................................................................................... 4
3.1 ............................................................................................................................................................ 4 3.2 ............................................................................................................................................................ 5 3.3 ............................................................................................................................................................ 6 四、 螺杆泵性能特点 ................................................................................................................................... 6 五．螺杆泵在污水处理中的选用及应用过程 ............................................................................................. 8
5.1、螺杆泵的转速选用 ........................................................................................................................ 8 5.2、螺杆泵的品质 ................................................................................................................................ 8 5.3、确保杂物不进入泵体 .................................................................................................................... 9 5.4、避免断料 ........................................................................................................................................ 9 5.5、保持恒定的出口压力 .................................................................................................................... 9 六、单螺杆泵输送脱水干污泥的应用实例 ............................................................................................... 10
6.1 两个工程实例 ................................................................................................................................ 10 6. 2 泵的选用 ...................................................................................................................................... 12 6.3 输送管道 ....................................................................................................................................... 13 6. 4 寿命与经济性 .............................................................................................................................. 14 6.5 前景瞻望 ....................................................................................................................................... 15 七、螺杆泵采油故障原因分析 ................................................................................................................... 15 八、对策 ....................................................................................................................................................... 17
摘要
介绍了螺杆泵的分类、结构、工作原理和特点。螺杆泵在污水处理中的选用及应用过程。分析了大排量螺杆泵井杆、管磨损原因，即主要由螺杆泵在运转过程中油管弯曲、工作参数不合理及转子离心惯性力和倾倒力矩产生的杆管接触载荷造成的，并提出了优化下泵参数、杆泵优化匹配及全井扶正技术，采取井下安装单流阀、井口安装放气阀等技术措施，是解决抽油杆反转造成杆脱的有效方法，可降低杆、管磨损发生几率，应用效果明显。对其在古城油矿使用过程中出现的问题进行分析，并提出相应的对策。
关键词：螺杆泵；原理；故障分析；对策
一、螺杆泵采油工艺简介
螺杆泵作为一种油田采输工艺技术，是一种行之有效的采输手段，广泛应用于采油生产，而且被广泛应用于油田地面油气集输系统。这一切均取决于其对于输送介质物性有着优越的适应性，尤其是对于气液混合物的输送，能很好的解决普通容积泵所面临的气蚀、气锁、砂卡问题，达到很高的效率。 二．螺杆泵的分类
螺杆泵按螺杆数量分为 。
单螺杆泵——单根螺杆在泵体的内螺纹槽中啮合转动的泵。 双螺杆泵——由两个螺杆相互啮合输送液体的泵。 2.1单螺杆泵
是一种单螺杆式输运泵,它的主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆（称转子）和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套（称定子）。其工作原理是当电动机带动泵轴转动时,螺杆一方面绕本身的轴线旋转,另一方面它又沿衬套内表面滚动,于是形成泵的密封腔室。螺杆每转一周,密封腔内的液体向前推进一个螺距,随着螺杆的连续转动,液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔,最后挤出泵体。螺杆泵是一种新型的输送液体的机械,具有结构简单、工作安全可靠、使用维修方便、出液连续均匀、压力稳定等优点。一种利用螺杆的旋转来吸排液体的泵，它最适于吸排黏稠液体。多螺杆泵——由多个螺杆相互啮合输送液体的泵。
2.2双螺杆泵和多螺杆泵
下面以三螺杆为例：它主要是由固定在泵体中的衬套(泵缸)以及安插在泵缸 中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根互相 啮合的螺杆，在泵缸内按每个导程形成为一个密封腔，造成 吸排口之间的密封。
泵工作时，由于两从动螺杆与主动螺杆左右对称啮合， 故作用在主动螺杆上的径向力完全平衡，主动螺杆不承受弯 曲负荷。从动螺杆所受径向力沿其整个长度都由泵缸衬套来支承，因此，不需要在外端另设 轴承，基本上也不承受弯曲负荷。在运行中，螺杆外圆表面和 泵缸内壁之间形成的一层油膜，可防止金属之间的直接接触，使螺杆齿面的磨损大大减少。
螺杆泵工作时，两端分别作用着液体的吸排压力，因此对螺杆要产生轴向推力。对于压差小于10千克力/cm2 的小型泵，可以采用止推轴承。此外，还通过主动螺杆的中央油孔将 高压油引入各螺杆轴套的底部，从而在螺杆下端产生一个与轴向推力方向相反的平衡推力。
螺杆泵和其它容积泵一样，当泵的排出口完全封闭时，泵内的压力就会上升到使泵损坏或使电动机过载的危险程度。所以，在泵的吸排口处，就必须设置安全阀。
螺杆泵的轴封，通常采用机械轴封，并可根据工作压力的高低采取不同的形式。
2.3 排量
螺杆泵的理论排量可由下式计算： Qt=60Ftn m3/h
式中：F—泵缸的有效截面积，cm2；t—螺杆螺纹的导程， m；n—主动螺杆的每分钟转数。
螺杆泵的内部泄漏量Qs： Qs=αp/σm
式中：p—泵的工作压力；σ—所排送的液体的粘度；α—与 螺杆直径和有效长度有关的系数；m=0.3-0.5。
泵在压送不同粘度的液体时，其排量会发生变化。排量和 粘度的关系可由下式表示：
Q2=Qt-(Qt-Q1)(σ1/σ2)m
式中：Q1—粘度为σ1时的排量；Q2—粘度为σ2时的排量。
2.4 功率
泵的轴功率一般为水功率、摩擦功率和泄漏损失功率这三部分的总和。 水功率Nc是指单位时间内泵传给液体的能量，也称输出 功率，可用下式计算：
Nc=PQ×10-3 千瓦
式中：P—泵的排出压力和吸入压力之差，帕；Q—泵的实 际排量，m3/s。 摩擦功率是指液体粘性阻力产生的摩擦损失，可由下式表示：
Nf=Kn1.5D2 σm 千瓦
式中：n—转速；D—主动螺杆的外径；—粘度；K—与螺杆长度有关的系数；m=0.3-0.5。
由上可见，当泵运送的液体粘度不同时，泵的轴功率也将不同。 泄漏损失是指液体从高压处漏回低压处所造成的功率损失。
所以，当计算泵的轴功率时，如采用理论排量，则泵的轴功率由下式表示：
N=NfPQt10-3 千瓦
三、螺杆泵的基本工作原理以及结构
3.1螺杆泵的基本工作原理
螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。
由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间， 就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其 中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在 各空间中的液体不断排出，犹如一螺母在螺纹回转时被不断 向前推进的情形那样，这就是螺杆泵的基本工作原理。
螺杆与壳体之间的密封面是一个空间曲面。 在这个曲面上存在着诸如ab或de之类的非密封区，并且与螺杆的凹槽部分形成许多三角形的缺口abc、def。这些三角形 的缺口构成液体的通道，使主动螺杆凹槽A与从动螺杆上的 凹槽B、C相连通。而凹槽B、C又沿着自己的螺线绕向背面， 并分别和背面的凹槽D、E相连通。由于在槽D、E与槽F相衔接的密封面上，也存在着类似于正面的三 角形缺口a＇b＇c＇，所以D、F、E也将相通。这样，凹槽ABCDEA也就组成一个“∞” 形的密封空间。不难想象，在这样的螺杆上，将形成许多个独立的“∞”形密封空间，每一个密封空间所占有的轴向长度恰好等于累杆的导程t。因此，为了使螺杆 能吸、排油口分隔开来，螺杆的螺纹段的长度至少要大于一个导程。
从上述工作原理可以看出，螺杆泵有以下优点：