螺杆泵性能检测试验台总体设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com大庆石油学院学报第27卷第2期2003年6月JOURNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTEVo1．27No．2Jun．2003螺杆泵性能检测试验台总体设计宋玉杰，韩国有，杨静源，叶卫东(大庆石油学院机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318)摘要：应用机械、电气、液压一体化技术和计算机数据采集、控制技术，研制了螺杆泵性能检测试验装置，设计了该装置的流程，包括清洗、正常试验和加热试验3部分．该装置能够消除螺杆泵转子的行星运动对其高压密封性能和数据采集精度的影响，

2、通过实时采集螺杆泵的工作压力、流量、转矩和转速，计算出螺杆泵工作时的输入功率、输出功率、容积效率和井下综合泵效，从而确定螺杆泵的综合水力特性．螺杆泵的现场应用为进一步的科学研究提供了依据．关键词：螺杆泵；性能检测；总体设计中围分类号：TH873．7文献标识码：A文章编号：10OO一1891(2003)02—0105-030引言地面驱动井下单螺杆抽油泵(以下简称螺杆泵)是一种新型采油设备，近几年来在国内外得到广泛应用．它既能用于低黏度原油的开采，又适用于稠油、高凝固点油、高含蜡油、高含砂油及高含气油的开采，具有其它举升设备所不可

3、替代的优越性．为了更科学地使用螺杆泵，笔者研制了螺杆泵性能检测试验台．螺杆泵性能检测试验台被用于检测螺杆泵的综合水力特性．该试验系统集机械、液压、电气、计算机数据采集和控制于一体，通过模拟螺杆泵的实际工况，对螺杆泵的容积效率及井下泵效进行检测．1试验流程螺杆泵性能检测试验台的试验流程包括清洗流程、正常试验流程和加热试验流程，见图1．ZF8I奎I1螺杆泵试验台试验流程清洗流程的作用是在检测前对螺杆泵进行清洗，为系统中各种仪表的正常工作和试验系统的正常运行提供保证．运行该流程需要将阀门ZF1和ZF2关闭．螺杆泵工作时，从清洗油箱吸

4、油，油液经过螺杆泵的出口进入清洗油箱．清洗油箱的隔层结构能够保证经过沉淀后的油液进入吸油端，管线上的过滤器能够保证螺杆泵吸人清洁的油液，这样，不断有干净的试验介质油经过螺杆泵，经过一段时间的运行，达到清洗螺杆泵的目的．收稿日期：20O3一O2—27；审稿人：王金东作者简介：宋玉杰(1968一)，男，讲师，现主要从事机械制造及自动化方面的研究．乱一鞠陛潼撬羲维普资讯http://www.cqvip.com大庆石油学院学报第27卷2003年正常试验流程的功能主要有：通过调节入口压力，模拟螺杆泵工作时的不同沉没度，实现在不同工况下进

5、行试验的目的；通过调节出口压力，实时采集螺杆泵工作时的流量、输入转矩、转速，并计算螺杆泵的输入功率、输出功率和容积效率，从而完成螺杆泵水力特性的检测．运行该流程需要关闭阀f-IZF3和ZF4．如果需要设定入口压力，则启动补油泵，螺杆泵工作时，从加热油箱吸油，油液经过螺杆泵的出口、电动调节阀、流量计，再回到加热油箱．出口处的压力由压力变送器计量，流量由萝茨流量计计量，根据螺杆泵流量的大小，可选取1#、2#和3#流量计．系统分别采集压力变送器输出的模拟信号和萝茨流量计输出的脉冲信号，然后转换成对应的压力值和流量值．加热试验流程的功

6、能是通过设置试验介质的温度，模拟不同的井下工况温度，对螺杆泵的水力特性进行检测．加热试验流程的工作过程与正常试验流程相似，所不同的是通过加热油箱将试验介质加热到需要的温度．冷却水箱里的水对试验介质冷却，由温控仪控制试验介质的温度在一定范围内变动，确保试验温度的稳定性．流程经由ZF6和冷却水箱，把出口压力直接引入到入1：1，克服了在设定入口压力时需要使用大流量齿轮泵的缺点．把螺杆泵工作过程中消耗的一部分能量转化为设定入口压力所需的能量，可以在试验过程中节约能源．2机械传动螺杆泵性能检测试验台的机械传动原理见图2，变频器控制电机的

7、工作频率，从而控制电机的输出转速；电机和减速器之间设置皮带传动，通过更换皮带轮可以得到4种传动比，将运动传递到减速器和转矩转速传感器；转矩转速传感器通过动密封装置和转子连接器把运动传递到螺杆泵的转子；螺杆泵的定子通过夹紧装置固定在底座上．一壅翠弹性弹I茬——]—广输入功弹性一-]mI出lil油~口[可调可调萆二]—f＼J-_{蔓雪牵口—f＼—匪妾孽茎垂巫】--f＼Jl_￡五垂亘}_上=={嘉}==；==={嘉}=——底座底座图2螺杆泵试验台机械传动原理2．1机械和电气的双重过载保护功能螺杆泵是由变频器控制电机驱动的，电机的额定

8、工作电流可以人为设定，如果试验台运行过程中有超载，变频器就会自动切断动力供给；另外，在电机和减速器之间设置皮带传动，一方面可以提高变频器的工作频率，另一方面，在试验有超载时，皮带轮会打滑，切断动力的传递，实现机械和电气双重保护功能，确保试验台的安全运行2．2径向力的消除和动密