單螺桿泵定子磨損規(guī)律與基本參數(shù)

　　稠油計量站單螺桿泵定子磨損規(guī)律與基本參數(shù)匹配實際工況，可將單螺桿泵定、轉(zhuǎn)子運動副之間的磨損視為磨礪性磨損，因此，其磨損量在相同時間內(nèi)正比于相對滑動速度及法向正壓力的大小。其相對滑動速度的大小由單螺桿泵自身的運動形式及參數(shù)的匹配所決定，法向正壓力的大小決定于離心力、軸向力等工作壓力。

　　完全與相吻合。所以定性地代表了定、轉(zhuǎn)子副間運動形式所造成的磨損規(guī)律。

　　長期以來人們對單螺桿泵定子的磨損機理與規(guī)律缺乏全面統(tǒng)一的分析與解釋。目前，許多單螺桿泵廠家在設計生產(chǎn)其產(chǎn)品時，在定子的生產(chǎn)工藝和橡膠的配方上花費了相當大的人力和物力，卻忽視了單螺桿泵本身幾個重要參數(shù)的匹配，如名義圓直徑D、偏心e、導程T及轉(zhuǎn)速n等。

　　以克拉瑪依六、九區(qū)為例，單螺桿泵輸送介質(zhì)*稠油的粘度為2000~50000mPa*s，其攜砂能力較強，輸送液中含砂量為0.5%~3%，大多為粉砂巖和細砂巖，砂體硬度較高。

　　基于稠油地面輸送泵的生產(chǎn)實際工況，可將單螺桿泵定、轉(zhuǎn)子運動副之間的磨損視為磨礪性磨損，因此，其磨損量在相同時間內(nèi)正比于相對滑動速度及法向正壓力的大小。其相對滑動速度的大小由單螺桿泵自身的運動形式及參數(shù)的匹配所決定，法向正壓力的大小決定于離心力、軸向力等工作壓力。

自身結構參數(shù)對定子磨損的影響

運動形式對定子磨損的影響根據(jù)定子與轉(zhuǎn)子間接觸點相對線速度大小得出的磨損規(guī)律見?？梢钥闯?點與4點磨損最大，7點與3點磨損最小。

從現(xiàn)場磨損的定子中拓繪了大量的定子截面圖，經(jīng)過統(tǒng)計分析后得出如下結論：在除去人為因素造成損害的情況下，定子產(chǎn)生的磨礪性磨損形式通過論證得出在泵的排量Q、導程T、轉(zhuǎn)速n一定時，且d/e=4時泵的磨損速度最?。╠為轉(zhuǎn)子截面直徑）

離心力所造成的定子磨損規(guī)律離心力不但是造成許多單螺桿泵泵體振動的主要原因，而且也是定子所受法向壓力的主要來源之一，因此不容忽視離心力對定子的磨損損害作用。

　　離心力作用點沿軸向展開，同一瞬時其作用力方向一致。在沿軸向的0、n/2、3n/2、2n四個截面上只產(chǎn)生擠壓應力，在其余截面上則可分解為正擠壓應力和側切應力，其數(shù)值大小不同。在單一截面上正擠壓應力分布如所示。側切應力分布規(guī)律如所示，此作用力分布在垂直于軸向的橫截面內(nèi)，對定子橡膠產(chǎn)生剪切應力。

　　正擠壓應力分布側切應力分布作用于定子型腔上的離心力除對定子產(chǎn)生上述剪切應力外，還將產(chǎn)生一個附加的軸向力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個軸向的運動趨勢，它和其它軸向力一起對定子產(chǎn)生一個軸向剪切應力。

　　綜上所述，離心力的作用加重了定子型腔的受力與磨損。筆者通過對4種泵的近百個定子進行分析證明：在定子使用到中后期時，隨著定、轉(zhuǎn)子過盈量的減小，離心力對定子造成的磨損逐漸占主導地位。

通過分析，可得出以下幾點認識：

（1）對于排量一定的實心轉(zhuǎn)子單螺桿泵，加大導程T可減小離心力的損害作用。

　?。?）改變轉(zhuǎn)速n將線性地影響離心力的變化。

　　（4）對于排量一定的空心轉(zhuǎn)子單螺桿泵，轉(zhuǎn)速是影響離心力的主要因素，且為線性關系。

　?。?）空心轉(zhuǎn)子單螺桿泵相對實心轉(zhuǎn)子單螺桿泵更容易優(yōu)化結構，實踐中應大力推廣。

　　工作載荷造成的定子磨損規(guī)律工作壓力越高，定子受擠壓力越大，在多個導程的泵中，越接近出水段的導程，其受壓力影響越大。它一方面減弱了定子橡膠的退讓能力和欠藏能九間接地力P速了定子的磨損；另一方面，在同一截面的不同部位，不同程度地加大了法向壓力，直接影響著定子磨損速度的大小。

　　在稠油地面輸送泵的實際工作中，軸向力很高，其結果將推動轉(zhuǎn)子產(chǎn)生后竄趨勢。此力除被偏心聯(lián)軸節(jié)水平分力平衡大部分外，其余部分均作用于定子沿軸線的一連續(xù)點，這是造成定子橡膠撕裂、脫膠、掉塊的主要原因之一，這種現(xiàn)象主要發(fā)生在定子股線上。

　　通過上述分析可知：①對于單螺桿泵，T/e的值與泵受軸向力的危害程度成反比；②定子橡膠的硬度過高，不但會加速泵的正常磨損，而且還易于造成定子像膠的脫膠、撕裂、掉塊等現(xiàn)象發(fā)生。

現(xiàn)場使用分析以上從單螺桿泵的運動速度、離心力、軸向力三個方面討論了T、d、e及n的不同而造成的對定、轉(zhuǎn)子磨損的影響。下面針對稠油開發(fā)中常用的幾種地面輸送用泵做一簡單的綜合分析，見表1.表1對稠油開發(fā)中常用的幾種地面輸送泵的綜合分析項目泵A泵B泵C泵D理想泵虛擬磨損量軸向應力比磨損形式正常磨損1正常磨損2局部撕裂掉塊正常磨損同B正常磨損平均壽命（h）振動大一般偏大小

結論

　?。?）對于同樣的輸送介質(zhì)在同樣的工況下，由于泵的結構參數(shù)的不同，其磨損形式與規(guī)律截然不同，壽命也有很大變化。

　?。?）針對稠油油藏原油輸送用泵及對于輸送含水量有磨炷的、粘度比較高、潤滑性較差介質(zhì)的單螺桿泵，建議n取值<3⑴1/mind/e取值3.（3）理論與實踐證明，空心轉(zhuǎn)子單螺桿泵推廣前景更為良好。

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