螺杆泵特性曲线修正方法研究.pdf

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1、第l4卷第19期2014年7月科学技术与工程Vo1．14No．19Ju1．20141671—1815(2014)19—0208—03ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．螺杆泵特性曲线修正方法研究张建国(中国石化集团国际石油勘探开发有限公司，北京100029)摘要螺杆泵实际工作时所处环境的压力、温度、流体介质均与测试条件存在较大差异，导致螺杆泵的水力特性曲线并不能代表螺杆泵的真实特性。很多学者从不同的角度分析过螺杆泵特性曲线的影响因素及修正方法，但目前并未建立一套系统的、可量化的修正模型。为了能

2、够获取螺杆泵实际工作状态下的特性，通过研究转子转速、过盈量、流体黏度、含气量四大因素影响，建立了螺杆泵特性曲线修正模型。结果表明，修正后的特性曲线能够表征螺杆泵的真实特性，为油井选泵提供可靠的参考依据。关键词螺杆泵特性曲线修正方法转子转速过盈量黏度含气量中图法分类号TE312；文献标志码A螺杆泵厂商通过测试螺杆泵的水力特性来表2修正方法征螺杆泵的工作性能，在为油井选择合适的螺杆泵一g一＼嘟枯＼狡型号时，该水力特性常被作为极为关键的参考依据。螺杆泵特性曲线体现了压头与排量、泵效、扭矩如∞如如O然而由于螺杆泵实际工作时所处环境的压力、温度、之间的关系，如图1所示

3、。该方法主要从转子转速、流体介质均与测试条件存在较大差异，螺杆泵的特过盈量、黏度、含气量四个方面考虑对螺杆泵特性曲性曲线将发生较大的变化。如果还是仅仅参考其水线的修正。力特性作为选择螺杆泵的依据，将会导致所选螺杆泵型号与油井当前生产不匹配的情况，甚至会大大降低螺杆泵的使用寿命。因此，准确的将螺杆泵的i水力特性曲线修正为油井当前生产条件下实际的特性曲线成为一项非常有意义的工作。置1研究现状影响螺杆泵特性曲线的因素主要有：转子转速、流体黏度、含气量、油井温度、流体性质、定子磨损。压头／lV[Pa其中，油井温度、流体性质会导致定子橡胶的温胀和图1螺杆泵特性曲线溶胀

4、，使过盈量增加。目前考虑这些影响因素对特Fig．1PCPcharacteristiccurve性曲线的影响时，主要还是处于定性分析阶段，并未2．1转子转速影响修正在充分考虑这些影响因素的基础上将各部分的影响(1)将压头与排量的水力特性曲线转换成实际量化j。从而导致了对螺杆泵特性曲线修正的片转速下压头与排量的水力特性曲线。面性和不足性，不能为油井选泵提供科学的参考价值。针对这种情况，通过研究分析，提出了系统全面Q：=Q一(Q一Q实际)(1)的螺杆泵特性曲线修正方法。式(1)中：n为水力特性曲线的测试转速(r／min)；n为实际转速(r／min)；Q为转速n时的

5、理论排量(m／d)；Q实际为转速凡时的实际流量(m／d)；Q2014年2月10日收到国家重大科技专项经费为转速n时的实际排量(m／d)。(2011ZX05056-001-09)资助(2)将压头与泵效的水力特性曲线转换成实际作者简介：张建国(1984一)，男，山东l临沂人，硕士研究生，工程师。转速下压头与泵效的水力特性曲线。研究方向：油气田开发技术。E—mail：jianguozhang．sipc@sinopec．con。叼-108．3295×100％(2)19期张建国：螺杆泵特性曲线修正方法研究式(2)中：田为泵效(％)；Q为泵实际排量(m／d)；2．3流体

6、黏度和气体影响修正△P为泵工作压力(MPa)；M为扭矩(N·ITI)；n为转2．3．1流体黏度修正子转速(r／rain)。主要考虑流体黏度对排量、泵效的影响’。2．2过盈量影响修正根据螺杆泵实际工作条件下泵内流体的黏度与2．2．1过盈量计算清水黏度的比值，结合以下公式分别得到排量主要考虑橡胶的温胀、溶胀和磨损造成的过盈修正系数、泵效修正系数K。量的变化对泵特性产生的影响，通过理论推导分析当<350时，得到如下计算模型]。引入线性热膨胀率P来考虑温胀作用对过盈量JfKQ=31．353l59××1100一-3+一13．861×10一+．．000的影响：若只考虑温

7、胀作用，则过盈量由变。为l【K=3．329×10。+2．118×10。一，计算公式如(3)所示。3．204×10一+1．00{O∞一(D∞一D，+2wo)p[÷(一20)+32】)(9)当≥350时，fQ·07×0一+·192(10)式(3)中：D，为转子直径(mm)；D∞为定子外径tK=一1．286X10一+0．915(mm)；。为初始过盈量(mm)。2．3．2气体影响修正引入橡胶溶胀度r来考虑溶胀对过盈量的影主要考虑泵内自由气对排量、压头、泵效的影响，若只考虑溶胀作用，则过盈量由。变为w：，计响。根据泵内气液比K的大小，结合以下公式分别算公式如(4)所示

8、得到排量修正系数。、压头修正系数、泵效修正系数。～(