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全金属螺杆泵工作特性试验模拟与评价

石油机械 2018年第5期46卷 77-82页

作者：郑磊吴晓东韩国庆左翼范喆王靖惠中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室中国石油大学-盐城世宏石油装备有限公司采油装备联合研究中心

全金属螺杆泵的定转子采用间隙配合方式,其工作特性无法沿用传统螺杆泵的相关认识。为此,基于间隙配合方式全金属螺杆泵的结构特点与工作原理,提出了理论排量的修正计算方法;对不同工作条件下的排量、负载和效率等工作特性开展了室内试... 详细信息

全金属螺杆泵的定转子采用间隙配合方式,其工作特性无法沿用传统螺杆泵的相关认识。为此,基于间隙配合方式全金属螺杆泵的结构特点与工作原理,提出了理论排量的修正计算方法;对不同工作条件下的排量、负载和效率等工作特性开展了室内试验研究,绘制了相应的工作特性曲线;结合能量损失评价,提出了保证工作性能的相关方法。分析结果表明:全金属螺杆泵的排量、轴功率及泵效等受工作压差、转速和泵级数等因素的综合影响,特定工况下存在性能最佳的工作区域;适当提高转速以及泵级数可实现较高的工作效率,同时可满足相对更高的举升扬程需求;全金属螺杆泵的容积损失与机械损失随工作压差和转速的变化呈相反变化趋势,但提高转速对容积效率的有利影响明显大于对机械效率的不利影响,实际生产中可将合理选择转速作为保证工作性能的有效途径。所得结论对全金属螺杆泵井的举升设计及实际生产具有一定的参考。

关键词：全金属螺杆泵排量轴功率泵效能量损失

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全金属螺杆泵定转子配合优化及特性试验研究

石油机械 2018年第2期46卷 77-83页

作者：李增亮李昆鹏孙召成杜明超于然姜东中国石油大学(华东)机电工程学院中国石油大学(华东)石油工程学院

为确定全金属螺杆泵定转子的最优间隙值,针对全金属螺杆泵定转子间隙配合的特点,分别采用有限元热力学分析方法和大涡模拟(Large eddy simulation,LES)模型,分析了金属螺杆泵内流动特性及温度、黏度对全金属螺杆泵定转子配合间隙的影响... 详细信息

为确定全金属螺杆泵定转子的最优间隙值,针对全金属螺杆泵定转子间隙配合的特点,分别采用有限元热力学分析方法和大涡模拟(Large eddy simulation,LES)模型,分析了金属螺杆泵内流动特性及温度、黏度对全金属螺杆泵定转子配合间隙的影响规律。根据优化分析结果,确定全金属螺杆泵定转子最优配合间隙区间为0.1~0.3 mm,并试制全金属螺杆泵样机进行试验。模拟结果表明:当转速相同时,黏度小于0.05 Pa·s的介质,泵效受间隙值影响效果显著,间隙值达到0.6 mm时,泵效降为0%;当介质黏度大于0.50 Pa·s时,间隙值对泵效的影响明显变小;介质黏度和转速是泵效的主要影响因素,提高转速可以改善泵效,但介质黏度对泵效的影响更为显著。现场测试结果表明:研制的全金属螺杆泵使用性能满足设计要求,其运转特性与室内试验结果基本一致,运行过程平稳可靠,泵效基本无变化。研究结果可为全金属螺杆泵的现场应用提供指导。

关键词：全金属螺杆泵间隙优化数值模拟泵效特性试验

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全金属螺杆泵单相流体漏失规律

大庆石油地质与开发 2018年第1期37卷 103-109页

作者：郑磊吴晓东周朝岑学齐李浩楠李华昌中国石油大学石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国石化集团国际石油工程有限公司北京100020

全金属螺杆泵的定子与转子采取间隙配合方式,工作过程中间隙漏失对其工作特性具有显著的影响。为深入研究间隙配合方式下的漏失规律,结合泵内各腔室间的漏失机理,应用缝隙流动原理建立了基于不同流动型态的全金属螺杆泵单相流体漏失模型... 详细信息

全金属螺杆泵的定子与转子采取间隙配合方式,工作过程中间隙漏失对其工作特性具有显著的影响。为深入研究间隙配合方式下的漏失规律,结合泵内各腔室间的漏失机理,应用缝隙流动原理建立了基于不同流动型态的全金属螺杆泵单相流体漏失模型,实现了泵内漏失的定量计算,并绘制了全金属螺杆泵排量特性曲线。研究表明,全金属螺杆泵漏失量主要取决于泵结构参数、流体物性参数以及举升压差,其中配合间隙、流体黏度影响较大;间隙漏失规律与泵内流体流动型态密切相关,紊流型态下漏失情况明显严重于层流型态;该泵更适用于原油黏度较高的油井举升,通过适当增加泵级数可提高泵的工作性能。

关键词：全金属螺杆泵间隙配合流动型态漏失模型漏失规律

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全金属螺杆泵工作特性实验研究

石油钻采工艺 2012年第5期34卷 65-67页

作者：陈舟圣刘志龙杨万有牛贵锋刘海英中海油能源发展采油技术服务公司天津300452 中海油能源发展钻采工程研究院天津300452

为研究全金属螺杆泵用于人工举升采油的可行性和最佳工作范围,以分段加工全金属螺杆泵为研究对象,通过不同转速、不同压头、不同黏度下,全金属螺杆泵特性室内实验来研究全金属螺杆泵工作特性,为全金属螺杆泵采油系统优化设计提供了最佳... 详细信息

为研究全金属螺杆泵用于人工举升采油的可行性和最佳工作范围,以分段加工全金属螺杆泵为研究对象,通过不同转速、不同压头、不同黏度下,全金属螺杆泵特性室内实验来研究全金属螺杆泵工作特性,为全金属螺杆泵采油系统优化设计提供了最佳转速和合理工况参数。

关键词：全金属螺杆泵水力特性泵效螺杆泵容积效率工作特性

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全金属螺杆泵蒸汽吞吐注采一体化试油技术

钻采工艺 2019年第1期42卷 35-38,I0003页

作者：姜东中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

试油排液是获得油田开发地层产能数据及参数的常用方法,而对于注蒸汽热采开发稠油井的试油排液,采用常规排液方法存在机抽排液进泵难、水力泵排液热损失大、橡胶定子螺杆泵无法用于高温井举升问题。文章提出了以全金属螺杆泵为核心的注... 详细信息

试油排液是获得油田开发地层产能数据及参数的常用方法,而对于注蒸汽热采开发稠油井的试油排液,采用常规排液方法存在机抽排液进泵难、水力泵排液热损失大、橡胶定子螺杆泵无法用于高温井举升问题。文章提出了以全金属螺杆泵为核心的注蒸汽、热采一体化高温排液试油技术,设计了一体化排液管柱及热采配套工具,测试分析了不同介质黏度、转速条件下全金属螺杆泵工作性能。通过2口井现场应用表明,全金属螺杆泵最长生产周期达到18个月继续有效,泵效保持在50%以上,工作温度达到380℃,为稠油热采井高温举升、试油排液提供了新技术。

关键词：全金属螺杆泵稠油蒸汽吞吐试油排液一体化管柱运转特性

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全金属螺杆泵漏失机理

科学技术与工程 2020年第13期20卷 5101-5105页

作者：张恒吴晓东李映艳钱根葆赵阔王杰中国石油大学(北京)石油工程学院北京100160 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院克拉玛依834000

传统的橡胶螺杆泵采用过盈方式啮合,当压力小于泵的击穿压力之前,泵内没有漏失现象。全金属螺杆泵定转子都是金属材质,且定转子之间采用间隙配合的啮合方式,故即使在泵正常工作时,漏失也客观存在。研究全金属螺杆泵的漏失规律,为研究整... 详细信息

传统的橡胶螺杆泵采用过盈方式啮合,当压力小于泵的击穿压力之前,泵内没有漏失现象。全金属螺杆泵定转子都是金属材质,且定转子之间采用间隙配合的啮合方式,故即使在泵正常工作时,漏失也客观存在。研究全金属螺杆泵的漏失规律,为研究整个螺杆泵工作特性奠定基础。在同心环缝隙流动基础上充分考虑流体惯性力引起的压降漏失,研究全金属螺杆泵漏失计算通式,在对模型进行验证的基础上,分析漏失模型的影响因素。结果表明:全金属螺杆泵的漏失主要受泵本身结构参数和泵送流体密度的影响,其中间隙高度为影响漏失的主要因素。

关键词：全金属螺杆泵漏失模型漏失规律影响因素

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热采高温井全金属螺杆泵举升技术及其适应性

科学技术与工程 2018年第21期18卷 206-211页

作者：郑磊吴晓东徐军周大可王晓东何俊翰中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油大学-盐城世宏石油装备有限公司采油装备联合研究中心北京102249 江苏盐城世宏石油装备有限公司盐城224500

为克服传统橡胶定子螺杆泵应用于热采高温井的局限性,全金属螺杆泵举升技术应运而生。为深入认识这一新型举升技术,基于间隙配合方式的基本结构分析了全金属螺杆泵的工作原理及技术特点,开展了全金属螺杆泵工作特性室内实验研究。实验... 详细信息

为克服传统橡胶定子螺杆泵应用于热采高温井的局限性,全金属螺杆泵举升技术应运而生。为深入认识这一新型举升技术,基于间隙配合方式的基本结构分析了全金属螺杆泵的工作原理及技术特点,开展了全金属螺杆泵工作特性室内实验研究。实验结果表明,全金属螺杆泵具有较好的抽稠能力、高转速适应性及高扬程举升能力。该泵更适用于但不仅限于较高黏度介质的举升情况,低黏介质举升过程中可将合理提高转速作为保证举升能力的有效途径,热采高温井实际生产过程中需根据油井生产动态进行转速的实时调整。全金属螺杆泵举升技术满足注采一体化配套工艺要求,现场应用效果显著,具有广阔的发展前景。

关键词：全金属螺杆泵人工举升热采高温井工作特性注采一体化

多场耦合全金属螺杆泵转子力学及振动特性分析

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机械设计与制造 2024年

作者：卢林张春香孔繁婷周婧天津电气科学研究院有限公司天津天传电控设备检测有限公司天津科技大学机械工程学院

为了提高全金属螺杆泵在高温环境下的运行可靠性，基于流热固耦合理论对全金属螺杆泵转子在高温环境下的力学特性和有预应力（流场、质量力和温度载荷）作用下的模态特性进行了分析。研究结果表明:不同压差下螺杆转子的最大等效应力和... 详细信息

为了提高全金属螺杆泵在高温环境下的运行可靠性，基于流热固耦合理论对全金属螺杆泵转子在高温环境下的力学特性和有预应力（流场、质量力和温度载荷）作用下的模态特性进行了分析。研究结果表明:不同压差下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量是随着压差的增大而逐渐提高；不同间隙值下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量随着间隙值的增大而逐渐增大；不同定子导程下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量在70～100mm之间逐渐增大，之后两者都逐渐降低；不同粘度下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量在20～40cP之间是逐渐增大，而后随着粘度的增加两者逐渐减小；流场压力和定子导程对有预应力的模态最大变形量影响较间隙值和粘度更为明显。研究结果可为全金属螺杆泵设计开发提供一定的理论支撑。

关键词：全金属螺杆泵流热固耦合转子系统应力变形模态分析

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全金属螺杆泵间隙漏失模型

石油科学通报 2018年第3期3卷 320-331页

作者：郑磊吴晓东韩国庆徐军史殊哲李准中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油大学-盐城世宏石油装备有限公司采油装备联合研究中心北京102249 盐城世宏石油装备有限公司盐城224500

全金属螺杆泵的定子与转子采取间隙配合方式,其间隙漏失规律无法沿用传统过盈配合螺杆泵的方法予以分析。基于间隙配合方式下螺杆泵腔室间的漏失机理,借鉴线接触润滑理论计算漏失间隙结构参数,应用缝隙流动原理建立了综合考虑不同漏失... 详细信息

全金属螺杆泵的定子与转子采取间隙配合方式,其间隙漏失规律无法沿用传统过盈配合螺杆泵的方法予以分析。基于间隙配合方式下螺杆泵腔室间的漏失机理,借鉴线接触润滑理论计算漏失间隙结构参数,应用缝隙流动原理建立了综合考虑不同漏失方向的压差—剪切流动漏失模型。通过模型计算结果与室内实验数据的对比,验证了间隙漏失模型的准确性。研究表明,特定结构全金属螺杆泵的排量特性主要受压差漏失的影响,剪切漏失影响甚微;工作压差越大,转速、介质黏度越小,间隙漏失对排量的影响越严重;全金属螺杆泵更适用于介质黏度较高的油井举升,实际应用中可通过合理选择泵级数、转速等途径保证其举升性能。

关键词：全金属螺杆泵间隙配合漏失机理缝隙流动压差—剪切漏失模型