单螺杆泵的转子型线是一个直径为d的圆,转子型面(外表面)可以看成是该圆绕着与该圆面垂直且与圆心相距为E的轴线作螺距为t的螺旋运动所形成的单螺旋面。其中d为转子直径,轴线为转子轴线,E为转子断面 相对于它的轴线的偏心距,t为转子的螺距,转子结构。
与转子相啮合的定子线型是由半径为d/2的两个半圆与长度为4E的两条直线组成的长圆形,定子型面(内表面)可以看成该长圆形绕着它自身的轴线作导程为2t拘螺旋运动所形成的双螺旋面,定子结构。
采油保温螺杆泵下井安装时,定子连接在油管柱下端,随油管柱先下入井底,转子通过万向联轴节与抽油杆柱连接,再下入井下,装入定子中。采油螺杆泵的工作位置是竖直的。
3G螺杆泵转子和定子横截面的形状称为线型(或型线),转子和定子线型一般为普通或短幅摆线,并且转子和定子线型应是共扼曲线。转子是单头,定子是双头(即运动比值为1:2)的螺杆泵,称为单头螺杆泵;转子是双头,定子是三头(即运动比值为2:3的螺杆泵,称为双头螺杆泵;以此类推,螺杆泵分别是三螺杆泵和四头螺杆泵,双头以上的螺杆泵称为多头螺杆泵。
目前油田上普遍采用的螺杆泵的单头螺杆泵,转子和定子的线型皆为普通内摆线,下面以此为例介绍螺杆泵的结构及其工作原理。
对采油螺杆泵的工作特性进行了初步试验 。试验 了举升介质温度、粘度对螺杆泵工作特性的影响,试验表明举升介质温度、粘度是影响螺杆泵容积效率的主要因素之一,并对螺杆泵工作特性曲线进行了数值模拟,初步分析了螺杆泵定子橡胶溶胀对容积效率的影响及对策。对螺杆泵抽汲含砂流体的 性进行了 , 认为对螺杆泵的结构参数和工作参数进行优化能够 降低泵的磨损延长螺杆泵的使用寿命。
单螺杆泵吸入口压力对泵特性影响的试验 ,认为泵吸入口真空度较小时,泵特性参数变化不大,而吸入口真空较大时,泵的工作状况急剧恶化。
采油螺杆泵的工作寿命很大程度上取决于定子衬套耐油橡胶的性能,橡胶定子受多种因素的影响,直接影响螺杆泵的工作特性。 主要研制和应用丁睛橡胶、超
高丙烯睛含量橡胶和氢化丁睛橡胶三种。普遍采用的是加工工艺稳定的丁睛橡胶及其改吐胶。
为 衬套型线精度提高密封性能的定子型线简易修正法。定子橡胶衬套的型线,建议在设计定子模芯时,应根据橡胶配方的不同,考虑橡胶在硫化过程中的收缩给予修正。对定子橡胶的变形规律,特别是定子橡胶型线的变形规律尚无人进行深入 。而对于在变形过程中,伴随着几何非线性、物理非线性、理论分析具有局限性的橡胶材料,有限元成为常用的求解方法。
综上所述,在采油螺杆泵工作特性 中,还有以下不足:
①采油用螺杆泵结构参数、工作参数和实际工况条件下对其工作特性的影响没有系统 ,试验 和验证工作开展得比较少;
②对螺杆泵定子衬套的变形规律及其对泵特性的影响没有进行 ;
③从改进结构设计、 力学特性角度来提高螺杆泵工作特性方面没有进行 与实践;对润滑特性差的介质的螺杆泵 和缺乏 措施。