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螺杆高粘度保温泵ESPSP系统应用中存在的问题及化解策略

文章作者:何氏高温油泵   发布时间:2016-06-12
为了抵抗螺杆泵吸入端与输出端的巨大压差,的容积效率,新出厂的螺杆高粘度保温泵定子橡胶衬套与金属转子之间留有0.4mm左右的过盈量,加之在运转前定子和转子接触面之间的润滑缺陷,启动时摩擦阻力矩很大。

通过对过去投入生产试运行的ESPCP系统的失效分析和试验总结,可以归纳为如下几种问题可以解决或尚待解决:
  1)启动方式采取软启动。为了抵抗螺杆泵吸入端与输出端的巨大压差,的容积效率,新出厂的螺杆高粘度保温泵定子橡胶衬套与金属转子之间留有0.4mm左右的过盈量,加之在运转前定子和转子接触面之间的润滑缺陷,启动时摩擦阻力矩很大。这时,电机的功率损耗是正常运转时的1.3~2倍。为了保护电机,防止启动电流过大,应该采用变频方式进行软启动。
  2)根据油品物理化学性质合理设计螺杆泵。这包括定子橡胶成分的动态优调整和定子、转子几何参数的设计。各个油区的油品不同,尤其是酸碱度、油气比等指标存在很大差异时,对橡胶的使用寿命影响很大。螺杆高粘度保温泵制造商应通过试验建立一个相关的优化设计支撑数据库,根据不同油井的油品和运转参数,包括原油中混杂气体的成分和比例、油温、粘度、泵两端的压差、运转速度等,动态调整定子橡胶的配方。另外,定子橡胶与金属筒壁的粘接方式,转子表面形参的微调也需要做进一步的理论分析与试验研究。这样,可以逐步脱胶、撕裂、胶融等现象,提高橡胶的抗磨损能力,终提高泵的使用寿命。
  3)改进传动系统零部件的设计。为了螺杆高粘度保温泵的使用寿命,转子的合理转动速度范围为180~500r/min。目前,取消减速器,单靠电机产生这样的输出转速还不太合适,预计在相当长的一段时间内ESPCP系统中还离不开机械传动装置。
  通过运行结果分析发现,早期的传动装置失效主要是由于结构设计不合理造成的,但这种问题比较容易解决。后来的失效集中反映在密封件失效和轴承破损,是轴承滚珠、上下圈与保持架破碎的情形。实践中发现,只要不出现意外断电问题,滚动轴承破碎后尚可作为“滑动轴承”支持ESPCP系统运转相当长一段时间,而密封件损坏后,泥砂和金属屑会进入一些关键部位(如减速器的齿面之间或电机中),导致整个系统在短时间内失效。减速器轮齿因金属颗粒介入而导致的崩齿和严重磨损现象。解决这个问题的关键是研制密封件以及并能够承受较大轴向推力的限径轴承。
  4)建立环境监测与系统状态调控机制。根据我国目前石油开采管理体制状况、石油资源以及原油品质状况,安排ESPCP系统在低产油井中进行开采作业能发挥其特长,受石油开采部门的青睐。但是,低渗透率油井的供液量不足问题常常导致“烧泵”现象发生,因为通常采用的油井动液面环空测量法是间断性测量,难以实时掌握井下动液面位置。解决这个问题的关键是要完善井下原油渗透率的监测机制,实时调整产液量与供液量的动平衡关系,尽可能减少ESPCP系统的停机调整次数。

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