摆动转子式油气混输泵的应用与维护.pdf

2 0 1 0年 第 3 9卷 第 9期第 9 2页 石油 矿 场机 械 OI L F I E LD EQUI P ME NT 文 章 编 号 1 00 1 3 4 8 2 2 0 1 0 0 9 00 9 2 0 3 摆动转子式油气 混输泵 的应用与维 护 邵 双 林 中原 油 田分 公 司 采 油 二 厂 ， 河 南 濮 阳 4 5 7 5 3 2 摘 要 在 采 油工艺 改进 中使 用摆 动转 子式 油 气混 输 泵 ， 具 有 结构 紧凑 、 泵 效 高 、 加 工 简单 、 一 次性 投 资 少、 维护 费用低 等特点 。该 泵在保证 管道 介质 正常输 送 的条件 下能 降低 油井 回压 ， 从 而达到 增产 目的 。现 场应 用表 明 ， 在 油 田油气 混输领域 有较好 的 应用前 景 。 关键 词 油 气混输 ； 摆 动转 子 泵 ； 应 用维护 中图分 类号 TE 9 3 3 ． 3 文 献标识码 B 中原 油 田分公 司 采 油二 厂 在 生 产管 理 中， 大 胆 试用新型设备对采油工艺进行改进 ， 在降低单井 回 压 和集 输 系统 干 压 、 提 高 油 气 产 量 方 面 试 用 新 型 泵 摆 动转 子泵 ， 该 泵 在此 工 艺 改 进 中起 到 积 极 的作用 。 1 结 构 原 理 摆 动转 子 泵 由 泵 体 、 底 座 、 电 机 、 变 频 调 速 器 组 成 ， 泵 组 由摆 动 转 子 泵 和 调 节 控 制 系 统 2部 分 组 成 。 a 摆 动转 子泵用 于对管 道 内的气液 两 相介 质 进行输 送 ， 达到 泵前 降压 、 泵 后 增 压 的效 果 ， 在 保 证 管道介 质 正常输 送 的 条件 下 降 低 油井 回压 ， 从 而 达 到增 产 目的 。 b 调 节 控 制 系 统 用 于 对 摆 动 转 子 泵 转 速 进 行控 制 。摆 动转 子 泵 属 于容 积 泵 ， 转 速 的变 化 仅 影 响流 量 的大小 ， 而对泵 效及 压差基 本没 影 响 ， 故 可 以同过改变泵 转速 对泵 流量 进行 控 制 。由于油 井 中 气 液量产出不均匀及 油井 的定期停 产检修 ， 会 造成 油 井 至摆动转子泵之 问管道 内压力 的变化 ， 影 响油井 回 压 ， 对油井长期稳 定 产油 不利 ， 因此 利 用调 节控 制 系 统对泵流量进行适 当调节 ， 可减小管 道内压力变化 。 B Z YB系列 摆 动 转子 泵 以 国家 发 明 专 利 “ 摆 动 转子式机器” 为核心， 用于气、 液多相混输。其结构 上采 用 曲柄 活块 机构 如 图 1所 示 ， 经演 化 变 为 如 图 2 所示。图 2中的转子相当于图 1中的连杆 、 曲 轴相 当于 图 1的曲柄 ， 而活块 对应 于 图 1的活块 ， 然 后 以 曲轴 转子 产生 的外 轨迹 圆为 缸体 ， 构成 了完整 的泵 的结 构原 理 图 。 由图 2可 以看 出 ， 缸体 与 转 子 形成 的间隙密 封点 d d 和活块 将 缸体 分 成 了工作 容 腔 A和 工作 容腔 B d和 d 的距 离在 0 ． 0 2 ～0 ． 0 4 mm 之 间 。当 曲轴作逆 时针 转动 时 ， 套在 曲轴上 的 转 子也跟 着旋 转 ， 但 由于转 子 同时受 到活块 的牵 制 ， 致使转子在缸体内以滚动加微量滑移的方式进行容 积 变换 如 图 2 所 示 ， 转 子 上点 a 对应 于缸体 上小微 段 a ； 当曲轴 转 了一 个 角度 后 转 子 上 的 b 对 应 于 缸 体 上 小 微 段 b ； 同 样 地 ， C 对 应 于 C 、 d 对 应 于 d ⋯⋯ 。随着 曲轴 旋 转 角度 的 加 大 ， A 腔 体 积 也 逐 渐 增大则 形 成 真 空 ， 吸 人 介 质 ； B腔 体 积 则 逐 渐 减 少 ， 强迫 介质从 排 口排 出 。随着 曲轴 的不 断 旋转 ， A 腔 和 B腔 的 体积 就不 断 地发 生周 期 性 的变化 ， 达 到 泵 送 的 目的。 收稿 日期 2 0 1 0 0 3 2 8 项 目来源 发 明专利 Z I 9 3 1 0 4 0 0 5 ． 1 ； Z I 0 0 1 3 2 3 2 4 ． 5 作者简介 邵双林 1 9 6 3 一 ， 男 ， 河南封 丘人 ， 工程师 ， 主要从事设备 的管理工作 。 图 1 曲柄活块 机构 第3 9 卷 第9 期 邵双林 摆动 转子式油气混输矍 堕 兰丝 图 2曲柄 活 块 机 构 2主要参数及特点 2 ． 1 主要参 数 型号 B Z YB8 0 0 ． 6 流 量8 0 I T I 。 ／ h 进 出 口压 差0 ． 6 MPa 电机型号 YB2 2 2 5 S 一 8 电机功 率 1 8 ． 5 k W 泵 最大转 速 7 3 0 r ／ rai n 总质量8 5 0 k g 长 宽 高 1 5 9 5 mm5 8 4 mm6 8 0 mm 2 ． 2 特点 a 结构 紧凑 ， 泵 效 高 ， 全 液相 效 率 7 2 ， 节 电效果 明显 。 b 与油 田企 业 现 有 的螺 杆 泵 比较 ， 一 次 性 投 资少 ， 维 修费 用低 。 c B Z Y B系列摆 动转 子 泵 的零 件 均 为规 则 零 件 ， 加工简单 、 精度容易保证 。当长期使用磨损 ， 造 成效 率 下降 时 ， 通 过 简单 配磨 等 手 段 即 可恢 复 泵 效 率 。维 护费用 低 ， 长期 使用成 本低 。 d 配合 精度 高 ， 配合 间 隙在 0 ． 0 2 ～0 ． 0 4 mm 之 间 ， 因 此 泵 在 高 速 和 低 转 速 时 ， 泵 效 率 无 明 显 变化 。 e 优 异 的气 液混 输 能 力 ， 可 以 0 ～ 1 0 0 的气 液 比混合输 送介质 ， 并适用 于粘度 小 的介 质 如水 和 粘度大介质 如原油 的单 独输送 或多相 混合输送 。 3 现场试用情况 试验选用管理 四区 9 1 站， 该站 日产液量各 单 井一 直 以来 回压较 高 ， 普 遍 在 0 ． 8 ～0 ． 9 MP a ， 尤 其 以 5 - 2 0 0井 尤 为 突 出 ， 回 压 更 是 达 到 1 ． 5～ 2 ． 0 MP a 。根据该站气液产量计算 ， 摆动转子混输泵型 号 选用 B Z Y B 8 0 0 ． 6 ， 标 准排 量为 8 0 i n 。 ／ h ， 于 2 0 0 8 1 1 安 装使 用 1台 。 自启 泵 以来 ， 9 1 站 系统 回压 明 显下降 ， 外输压力从 以前 0 ． 5 5 ～0 ． 6 0 MP a 下 降至 现在 0 ． 3 5 ～O ． 4 0 MP a 。各单井 回压也有明显下降 ， 目前普遍在 0 ． 4 5 ～0 ． 5 0 MP a ， 其 中 5 - 2 0 0井效果最 为明显 ， 统计 数 据如 表 1 。 表 1 5 - 2 0 0井 统 计 数 据 测量 日期 井 口回 NN ／NN／ T i c ／ 转子泵压力 MP a f f , ／ MPa t t 进 口 出 口 2 00 8 04 1 5 1 ． 5～ 2 ．0 1 6． 0 6． 2 61 20 09 01 04 1 ．2 1 7． 4 6． 6 62 0． 30 0 ．5 0 2 00 9 0 2 1 3 1 ．0 1 6． 8 6． 6 61 0． 32 0 ．4 5 2 00 9 0 3 2 l 0 ．8 2 2． 8 8． 9 61 0． 30 0 ．4 5 2 00 9 0 4 1 3 O．5 2 4． 6 9．1 6 3 0．3 0 0 ．45 由以上数 据可 分析 得 出 ， 通过 降低 井 口 回压 ， 可 使产量有一定提升。另外 ， 各单井 回压降低 ， 不但可 减 少 地面 管线 穿孔 及 维 护 费 用 ， 还 可 减 少井 下 管 柱 及 泵 的漏失 ， 提 高井 下 泵 工 作 效 率并 延 长单 井 检 泵 周期 。 4应用维护及改进情况口 摆动 转 子 泵 在使 用 过 程 中 出现 了一 些 问题 ， 由 于初 次在 中原 油 田使 用 ， 对油 田介 质情况 不 了解 ， 造 成 泵转 子 磨 损 及 轴 承 磨 损 问题 较 多 。经 过 不 断 改 进 ， 该 泵 自 2 0 0 9 0 6至今运 行 稳定 可靠 ， 满 足 了油 田 集 输 系统 的工艺 要求 。 4 ． 1摆动 转 子泵 a 由 于 细 沙 大 量 进 入 ， 造 成 泵 转 子 、 导 芯 磨 损 。对 于 出现 的这种 情 况 ， 对 导芯 和转 子作 了改进 ， 使 用表 面结 合技 术 ， 对 转 子 和 导 芯相 互 磨 损 的 表 面 采 用硬 质合 金技 术 ， 提 高 其 耐 磨性 ； 并 使用 3 0目过 滤 器 ， 减少进 入 泵腔 内 的沙量 。改进 后 ， 对泵进 行 了 跟 踪检 测观 察 ， 转 子 和导芯 磨损 情况 得到 极大 改善 。 b 泵 轴 承磨 损 。初期 ， 轴 和转 子 连 接 使用 在 大 庆油 田有 成功 经 验 的 滑动 轴 承 ， 该 位 置 滑 动轴 承 需和介质接触 ， 由于 中原油 田原油流体介质与大 庆 区别大 ， 含 细 沙 多 ， 使 用 过 程 中介 质 中细 沙 无 法 避 免 ， 对轴承磨损较严重 ， 因此 ， 这种滑动轴承寿命一 般 在 2个月 左右 ， 且不 便更 换 。现经 过改 进 ， 将 滑 动 轴承改为陶瓷滑动轴承， 陶瓷硬度非常高 ， 细沙对其 石油 矿 场机 械 2 0 1 0年 9月 ’ 撑定位轴承， 分担 5 结 语 原轴承载荷， 解决了轴承寿命问题 。 一 ～ 经改 进后 ， 泵使 用寿命 大 幅提 高 ， 自 2 0 0 9 0 6至 今运 行稳定 可靠 。 4 ． 2调节 控制装 置 调 节 控 制装 置 主体 为 变频 器 ， 在 使用 过 程 中操 作简单 方便 ， 运行 稳定 可靠 ， 仅有 1次 因雷击将 其烧 坏 ， 运 行 中再 未发 现其 他故 障 。 4 ． 3过滤器 过 滤 器使 用初 期 选 用 1 0目， 在 使 用 中发 现 ， 由 于油井 中沙 粒多且 细 ， 过滤效 果不 明显 ， 大量 的沙进 入泵 中 ， 会 造 成 转 子 密 封 面过 度 磨 损 ， 降 低 泵 的 寿 命 。现使用 3 0目过滤器 ， 效果明显改善。如配用专 用滤沙 过滤 器 ， 对 泵 的保 护更 加 明显 。 在 中原 油 田分 公 司采 油 二厂 油 气集 输 系统 中 ， 摆动转 子泵 在使 用 过程 中经 过 改进 ， 已连 续 正 常运 行 1 a多 ， 虽然 存 在 一定 的 问题 ， 但 具 有结 构 紧 凑 、 投 资少 、 操 作 方便 、 维护 简 单 、 泵 效高 、 节 能 等优 点 ， 值 得 同行参 考借 鉴 。 参 考 文献 [ 1 ] 殷风玲 ， 于 卫东 ， 孙伟 ， 等． 螺杆钻具马达转子不 同处 理 工艺的应 用[ J ] ． 石油矿 场机 械， 2 0 1 0 ， 3 9 3 8 2 8 4 ． [ 2 3邹龙庆 ， 魏 丽， 祝 娟． 基 于转子 动力学方 法研究螺 杆泵抽 油朴柱扶止器 的布置E J ] ． 石油矿场机 械， 2 0 0 9 ， 3 8 8 58 6】 ． “ -*。 。 卜” 卜 一 。卜 一“ “””一 一“”” 一一一一” ”一一一 一” 一 一一“ “” 一一一 一”“一 一一一 “ “一一 - 投 稿 须 知 石油矿 场机 械 月刊 创刊 于 1 9 7 2年 ， 主要 有 专题 综述 、 试验研 究 、 设 计计 算 、 技 术 经济分析 、 新技 术 、 新 产品 、 经验 交流 、 标 准化 、 应 用开发 及现 场革新 等栏 目。本 刊欢 迎广 大作者 通过我 刊积 极开展 学术 讨 论和技 术交流 ， 欢 迎 赐 稿 。具 体 来稿 要 求 和 注 意 事项如 下 1 ． 文 章论 点 明确 ， 论 据 充 分 ， 文 字表 达精 炼 ， 内 容 齐 全 完 整 ， 论 文 一 般 不 超 过 6 0 0 0字 包括 图 、 表 。 2 ． 文 章撰 写 顺序 ① 文题 力求 简 明 ， 一 般 不超 过 2 0字 ； ② 作 者姓 名 、 工作 单位 、 通讯 地址和 邮 编 ； ③ 中文摘要 2 0 0 ～3 0 0字 ， 中文 关键 词 3 ～8个 ； ④ 中图分 类号 ， 文献 标识码 由编辑部 给 出 ， ⑤ 正文 要 求层 次清 楚 ； ⑥ 参 考 文 献 ， ⑦ 英 文部 分 包括 文 题 、 作 者姓 名 其 中姓 大 写、 名首 字母 大写 、 双名 间用 半 字 线 隔 开 、 如 Z HA NG Mi n g h o n g 、工作 单 位 、 摘要 、 关键 词 与 中文相 对应 。 3 ． 正文应 分条 目书写 ， 用阿拉伯 数标 条 目， 二级 条 目用点 区分 ， 例如 1 ． 1 ， 1 ． 2 ， ⋯ ， 1 ． 2 ． 1 ， 1 ． 2 ． 2等 。 文稿 中公 式 书写正 确 工整 ， 避免 冗长的公 式推 导 ， 在 公 式后给 出其 中的物 理 量 的名 称 和 单位 ， 量 和单 位 的符号应 符合 国家标 准 GB 3 1 0 0 ～3 1 0 2 1 9 9 3 ， 正 斜 体 、 上 下 角标 下脚 标 不 能 用 中文 及 大小 写应 清 晰 可辩 ， 必要 时 可 用括 号 注 明文 种 、 正斜 体 及 大 小 写 ， 如英 小 正 、 希 小斜等 。 4 ． 插 图要 清 晰 简明 ， 布局 合 理 ， 具 有 自明性 ， 给 出图序 、 图题 和标 目， 图 中序 号逆 时针 方向排 列 。是 坐标 图的 ， 应给 出坐标 的 中文名称 和 坐标单位 。 5 ． 表 格 采 用 三 线表 ， 应 设计 紧凑 ， 布局 合 理 ， 表 中物理量应按以下格 式给出 名称 符号／ 计量单位 ， 例 如 许 用 应 力／ M Pa 6 ．作 者 简介 包括 第 一作 者 姓 名 出生 年一 ， 性 别 ， 民族 ， 籍贯 省 县人 ， 职 称 ， 学位 ， 毕 业 院校及 专 业、 研 究方 向或从 事的主 要 的工作 ， 投 稿者 的邮 箱和联 系电话 。如 果 文章 内容属各 类基金 资助 项 目或 专利 项 目， 请 注明项 目名称 和编 号 。 7 ． 参考文献 文中原则上必须有 中只列 出版的 文献 ， 非正 式 出版 物 不 宜 引用 。文 献按 文 中 出现 的 先后 顺序排 序 ， 并应 在 文 中用上 角标 标 明 引用 的参 考 文献序 号 。文献 序 号 左项 格 ， 用数 字加 方括 号表 示 ， 外 国人 名 一律 按 姓 前 名后 方 式 给 出， 其 著 录格 式 为 ① 期 刊 [ 序 号] 作 者 名 给 全 ， 多 于 3人 后 用 “ 等” 字 ． 文章 名 [ J ] ． 石 油矿 场机 械 ， 1 9 9 8 ， 2 7 3 3 9 3 2 ． ② 专 著 [ 序 号] 作 者 名 给 全 ， 多 于 3人 后 用 “ 等 ” 字 ． 书 名 [ M] ． 出版地 出版社 ， 出版 年．起 ～ 止 页 码 ． ③ 标准 [ 序 号] 编号 ， 名称 I s ] ． ④ 论 文集 中的析 出文献 析 出文献 主要 责任 者 ， 析 出文献题名[ c] ／ ／ 原文献主要 责任者．原文献题 名．出版 信 息 起 ～ 止 页码 8 ． 无论 来稿 选用与 否 ， 编 辑部 一般在 4 0天 内予 以答复 ， 对选 用的 稿件 在 不影 响 实质 性 内容 的情 况 下 ， 编辑 部有权 进行 文 字性修 改 ， 发表 的论 文 文责 自 负， 切 勿一稿 两投 。 9 ．作 者 同意在 本刊 发表 的论 文 ， 即授 权本 刊可 以 汇 编 该 论 文 。 1 0 ． 文稿 均应 用 E ma i l 提 供 电子 版本 ， 本 刊 E ma i l s y k c j x 1 2 6 ． c o rn， 发 送 邮 件 时， 请 在 主 题 s u b e c t 栏 目中注 明是 否 为新稿 或 修 改稿 。其 他事 宜请 电话联 系 0 9 3 1 - 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