石油工程——毕业论文_螺杆合理转速研究.doc

高等继续教育 毕业设计（论文） 题 目_____螺杆泵合理转速研究_________ 学 生_________________________________ 联系电话_________________________________ 指导教师_________________________________ 评 阅 人_________________________________ 教学站点_________________________________ 专 业_________________________________ 完成日期______________________________ __ 摘 要 螺杆泵采油作为一种重要的机械举升方法，具有很明显的特点和优势，其应用数量与水平正呈明显的上升趋势。分析和研究螺杆泵合理转速范围，对指导油田实际生产、实现节能降耗有着重要工程实际意义。本文通过对螺杆泵发展历史、国内外应用现状及发展趋势的调研，在介绍螺杆泵结构及工作原理的基础上，对螺杆泵工作特性曲线及其特点进行了分析；理论分析了影响螺杆泵泵效和系统效率的主要因素，主要有砂粒、定子与转子间配合间隙、温度及转速；通过给出螺杆泵进出口压差计算公式和对抽油杆进行了受力分析，给出了确定螺杆泵合理转速范围的方法；利用给出的方法，编制了计算机程序，并进行了10口井的现场试验研究，结果表明本方法有效、可行。在综合分析理论研究及现场试验结果的基础上，提出了一些合理化建议，对延长螺杆泵寿命、指导螺杆泵井生产有一定应用价值。 关键词：螺杆泵 工作特性曲线 转速 泵效 系统效率 目 录 第1章 概 述 1 1.1 螺杆泵采油的发展历史 1 1.2 国内外应用现状 2 1.3 本文研究的意义及主要内容 3 第2章 螺杆泵的基本工作原理 5 2.1螺杆泵的基本工作原理 5 2.2 螺杆泵相关参数 7 2.3 螺杆泵工作特性曲线 10 2.4 螺杆泵最佳/合理工作区的选择 11 第3章 螺杆泵泵效和系统效率影响因素分析 13 3.1砂粒的影响 13 3.2 定子与转子间配合间隙对螺杆泵效率的影响 13 3.3 温度的影响 18 3.4 转速的影响 18 第4章 螺杆泵合理转速的研究 20 4.1 螺杆泵进出口压差的计算 20 4.2 抽油杆受力分析 22 4.3 算例 27 4.4 小结及建议 34 结 论 36 参考文献 37 致 谢 39 附录一 40 附录二 43  第1章 概 述 1.1 螺杆泵采油 作为一种新型的机械采油方式——螺杆泵采油核心的螺杆泵已经有了较长的发展历史，19世纪20年代中期法国人勒内·莫依诺发明设计出这种泵，30年代初期，莫依诺原理获得专利权，很快便有很多公司开始生产螺杆泵[1]。1945年以来，螺杆泵在技术和制造工艺上都做了大量的改进和完善，继法国之后，美国、前苏联以及加拿大等国家都开展了螺杆泵的研制和应用，50年代中期，莫依诺原理（Moyno Theory）被用于钻井工业中，80年代初期，螺杆泵被用作石油工业中的人工举升设备，美国的Kois Myers公司是首批采油螺杆泵的制造商，他们把螺杆泵作为一种代替常规举升工艺的替代技术推向市场。我国从80年代中期将螺杆泵引入到油田生产当中，1986年大庆油田从加拿大Griffin公司引进螺杆泵在油田试用，从此，国内厂家便开始了较系统地研制井下采油螺杆泵的工作。 目前，井下采油螺杆泵大致可分为以下三种结构形式[2]： 一是地面驱动采油螺杆泵，它是井下采油螺杆泵中最简单的结构形式，也是国内外井下采油螺杆泵采用的主要结构形式，其主要的特点是螺杆泵在井下，而提供动力的装置在地面之上，二者之间由抽油杆联系起来。由于是利用抽油杆传递螺杆泵所需要的扭矩，因此在大排量情况下很难实现深井采油。 为地面驱动单螺杆泵提供动力的装置是驱动头。驱动头所需的动力主要由电动机或者液压马达提供。由电动机作动力的驱动头，有的采用变频调速，有的利用胶带和减速器共同调速，还有的直接利用减速器调速。利用液压马达作动力调节螺杆泵的转速非常方便。 二是电动潜油单螺杆泵，它的最大特点是螺杆泵和驱动其工作的电机都处于地下，因而不需要抽油杆传递动力，特别适合于深井、斜井和水平井采油作业。 较早开展这种泵研究工作的是前苏联和法国，近年来，美国等发达国家也开始重视电动潜油螺杆泵的开发，并在多砂、高粘深井、定向井、水平井中采用，取得了很好的效果，在某些情况下，电动潜油螺杆泵的使用寿命甚至比电动潜油离心泵高5倍。电动潜油螺杆泵寿命的提高，大大降低了采油成本，使一些原来经济上无开采价值的油井有了良好的效益。电动潜油螺杆泵由螺杆泵、柔性轴、装有轴承的密封短节、齿轮减速器和潜油电动机等