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螺杆泵优化设计

发布时间:2024-11-28 10:15        作者:小编

  工作制度优化的目的是使转数控制在合理的范围内,达到工作扭矩最小的目的,为合理选择泵型奠定基础。

  通过对M求导数,即M´=M2´M1´,并令M´=0,此时在杆柱上的扭矩为最小值,求此时的转数n,即为优化后的最优转数,此时产生的扭矩值为最小。

  △P–泵进出口压差,Mpa,该值系由动液面高度,套压及油压共同决定,且有

  来信中提到螺杆泵在使用过程中,杆柱断脱现象比较严重,为此需要对螺杆泵杆柱受力情况进行受力分析,以期Kaiyun平台 开云体育官方入口做到对选泵、转数kaiyun体育全站 Kaiyun登录网页选择、杆柱选用起到优化指导的作用。

  抽油杆驱动螺杆泵工作时所承受的扭矩有:(1)泵举升时的工作扭矩;(2)克服抽油杆与井液的粘滞力对抽油杆表面所产生的与抽油杆旋转方向相反的摩擦扭矩;(3)克服螺杆泵内转子和定子间的摩擦阻力矩,其数值一般在50-100Nm之间。其中前两者较kaiyun体育全站 Kaiyun登录网页大,是引起扭矩增大的主要矛盾,为了达到简要说明问题的目的,本文对螺杆泵内转子和定子间的摩擦阻力矩不做分析。

  由于所提供的资料中数据信息不全,上表紧供参考之用,准确的优化计算结果尚需根据具体井的实际数据进行计算调整。

  资料中没有给出所列泵型详细的几何技术参数,特别是对于偏心距e、螺杆泵转子截面圆半径r这两个关键参数没有给出。由于各生产厂家关于螺杆泵的型号命名原则以及参数意义各不相同,所以,仅根据资料中的泵型无法查找到计算中所需的关键性技术参数。在这种情况下,对泵在工作中产生的轴向力是无法进行准确计算的。

  在得到n的最优转数后,再按照转数匹配泵型(达到产量要求),能够达到泵型优选的目的。

  1、计算给定工作转数(优化后)下的扭矩值,计算方法见本文中的“第一部分”

  2、依据扭转值计算抽油杆的最大剪应力,方法是先计算抽油杆的抗扭截面模量,

  本文中的e、r值是根据现有资料和对weatherfor螺杆泵的调研情况进行估测的,与实际情况可能有所差异。这样做的目的仅仅是为了能够进行有关的强度校核,以便为实际工作提供参考。

  偏心距e和螺杆泵转子截面圆半径r的估测值为e=8 mm,r=57mm(针对泵型为主要为PCP98-1600)

  泵内摩擦阻力扭矩包括转子与定子间的初始过盈配合所产生的反扭矩、在井下高温、高压下热涨和溶胀所产生的反扭矩,相对而言,此部分扭矩较小,并且可近似看做为一个恒定值,通常该值小于100Nm,本文将其视为常数C,暂不对其进行探讨。

  分别计算产量在100、150、200、250、300、350、400、450、500m3/d时的最佳工作转数,在此工作转数下,系统的工作扭矩最小,其他参数取值如下(注:资料中未提供的数据,采用估计值进行计算):