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摘 要:本论文阐述了潜油离心泵试验台夹紧装置的设计过程,设计主要用于潜油离心泵性能检测的实验设备,实现对潜油离心泵的固定和支撑的作用。主要包括试验台总体方案设计、夹紧装置及可调支撑的结构设计及相关的设计计算。保证试验台上的潜油离心泵不移动、不变形、不震动、安全、省力和方便。
關键词:机械;夹紧装置;V型块;可调支撑
一、概述
(一)国内外采油概况
国内外应用比较广泛的人工升举方法有潜油离心泵、潜油螺杆泵、有杆泵、水力活塞泵及气举。潜油离心泵具有排量扬程范围大、生产压差大、适应性强、地面工艺流程简单、机组工作寿命长、管理方便、经济效益显著等特点。随着油田开采时间的延长和含水率的不断上升,利用潜油离心泵来保持或提高油井产量已成为一种发展趋势。
(二)潜油离心泵采油系统概述
1、潜油离心泵概述。我国自1981年引进潜油离心泵技术以来至今已有近20年的历史,近20年来,潜油离心泵作为重要的机械采油设备在油田得到了广泛应用。目前,我国有许多油田已经进入中、后期开采阶段,需要进行注水强采。电潜泵是一种较好的注水强采抽油设备,所以应用前景相当可观。
2、潜油离心泵的优点和缺点。优点:(1)大排量采液。(2)这种泵能够把油井中位于上部水层的水转注到下部的注水层中。(3)操作简单,管理方便。(4)能够较好地运用于斜井、水平井以及海上采油。(5)容易處理腐蚀和结蜡。(6)容易安装井下压力及温度等测试装置,方便进行测量读数。(7)为适应油井产量递减或发生变化,可采用变频装置调节电源频率来实现。(8)免修期较长,油井生产时效相对比较高。缺点:(1)潜油离心泵下入深度受电机额定功率的限制,套管尺寸和井底高温时潜油离心泵的下入深度受到限制。大型高功率设备没有足够的环形突然空间冷却电机,会缩短电机的使用寿命。(2)费用较高。(3)由于整套装置都安装在井下,一旦出现故障,需要起出全部管柱进行修理,导致作业费用增加和停产时间过长。(4)井下高温容易使电缆出现故障,高温、腐蚀和磨损可能造成电机损害。高气油比会使升举故障降低,而且会因气锁使泵发生故障。(5)动力源仅适应采用电源。
二、总体方案设计
(一)试验台总体技术参数
潜油离心泵试验台是用于潜油离心泵性能检测的实验设备,实现对潜油离心泵扬程、流量、转子转矩、转子转速、泵效等性能参数的测试。本试验台可以检测的潜油离心泵的主要技术参数如下:
驱动功率: 37kW
最大扭矩: 200Nm
最高转速: 3000r/min
泵的最大扬程: 1500m
(二)试验台总体方案及系统组成
本实验系统主要包括试验台、测控系统、液压部分。
1、流程系统。流程系统主要为辅助装置,主要包括:电潜泵出、入口连接组件,高、低压。软管组件。由于实验的电潜泵型号不同,同时为保护泵体连接螺纹,其出、入口不可直接与设备相连接,需通过连接组件和高、低压软管组件与动密封装置和流程系统相连接。
三、夹紧装置的设计
(一)夹紧装置的总体的设计要求
1、在潜油离心电泵进行试验时,夹持潜油离心泵的泵体。固定潜油离心泵,并保证其稳定,降低震动。
2、在安装潜油离心泵的时候,可以保证潜油离心泵的迅速、方便、安全地安装泵体的装置。
3、夹紧装置还应该具有夹持不同型号的潜油离心泵(在设定范围内的能力,其调9节的范围应该保证夹持98-130mm直径范围内的不同直径的泵体。
4、夹紧装置的操作要方便、安全。
5、能保证夹紧装置一定的使用寿命和较低的夹紧装置制造成本。夹紧装置元件的材料选用将直接影响夹紧装置的使用寿命。
6、要适当提高夹紧装置元件的通用化和标准程度。选用标准化元件,从而降低夹紧装置成本。
7、必须具有良好的结构工艺性,以便夹紧装置的制造、使用和维修。
(二)夹紧装置设计
确定夹紧装置的类型。要达到夹持泵体的目的,由于泵体是圆柱形,则对泵体以外圆柱面固定有如下两种方法:(1)圆孔套:圆孔套由两个相对称的少半圆组成,两者之间通过两个螺栓连接起来,并且通过调节螺栓来夹持不同大小的潜油离心泵泵体。(2)V型块:有两个V型块一同组成,是广泛应用于定位和夹持工件,具有装卸方便,对中性好,在生产中应用比较常见,且结构已经标准化。
四、可调支撑的设计
(一)可调支撑的设计要求
在本实验台中支撑件是用来配合夹紧装置使用的。在夹紧装置夹持泵体之前,见泵体先置于支撑件上。在通过支撑件的高度调节,使泵体达到一定的高度,再由夹紧装置对泵体进行装夹。所以对支撑件的要求为:
(1)支撑件可以支撑起直径为98-130mm范围内的潜油离心泵泵体;(2)支撑件的高度,可调并且能达到夹持不同大小泵体所需要高度调节的要求;(3)支撑件与泵体接触处可以滚动,方便泵体在支撑件上的位置调节和夹紧装置上泵体的拆卸;
参考文献:
[1]宫伟.潜油电动螺杆泵应用技术研究[D].西南石油学院,2004(5);1-52.
[2]张鹏飞,巴鹏.潜油离心泵性能测试系统的设计[J].沈阳理工大学学报.2008,(4):53-57.
關键词:机械;夹紧装置;V型块;可调支撑
一、概述
(一)国内外采油概况
国内外应用比较广泛的人工升举方法有潜油离心泵、潜油螺杆泵、有杆泵、水力活塞泵及气举。潜油离心泵具有排量扬程范围大、生产压差大、适应性强、地面工艺流程简单、机组工作寿命长、管理方便、经济效益显著等特点。随着油田开采时间的延长和含水率的不断上升,利用潜油离心泵来保持或提高油井产量已成为一种发展趋势。
(二)潜油离心泵采油系统概述
1、潜油离心泵概述。我国自1981年引进潜油离心泵技术以来至今已有近20年的历史,近20年来,潜油离心泵作为重要的机械采油设备在油田得到了广泛应用。目前,我国有许多油田已经进入中、后期开采阶段,需要进行注水强采。电潜泵是一种较好的注水强采抽油设备,所以应用前景相当可观。
2、潜油离心泵的优点和缺点。优点:(1)大排量采液。(2)这种泵能够把油井中位于上部水层的水转注到下部的注水层中。(3)操作简单,管理方便。(4)能够较好地运用于斜井、水平井以及海上采油。(5)容易處理腐蚀和结蜡。(6)容易安装井下压力及温度等测试装置,方便进行测量读数。(7)为适应油井产量递减或发生变化,可采用变频装置调节电源频率来实现。(8)免修期较长,油井生产时效相对比较高。缺点:(1)潜油离心泵下入深度受电机额定功率的限制,套管尺寸和井底高温时潜油离心泵的下入深度受到限制。大型高功率设备没有足够的环形突然空间冷却电机,会缩短电机的使用寿命。(2)费用较高。(3)由于整套装置都安装在井下,一旦出现故障,需要起出全部管柱进行修理,导致作业费用增加和停产时间过长。(4)井下高温容易使电缆出现故障,高温、腐蚀和磨损可能造成电机损害。高气油比会使升举故障降低,而且会因气锁使泵发生故障。(5)动力源仅适应采用电源。
二、总体方案设计
(一)试验台总体技术参数
潜油离心泵试验台是用于潜油离心泵性能检测的实验设备,实现对潜油离心泵扬程、流量、转子转矩、转子转速、泵效等性能参数的测试。本试验台可以检测的潜油离心泵的主要技术参数如下:
驱动功率: 37kW
最大扭矩: 200Nm
最高转速: 3000r/min
泵的最大扬程: 1500m
(二)试验台总体方案及系统组成
本实验系统主要包括试验台、测控系统、液压部分。
1、流程系统。流程系统主要为辅助装置,主要包括:电潜泵出、入口连接组件,高、低压。软管组件。由于实验的电潜泵型号不同,同时为保护泵体连接螺纹,其出、入口不可直接与设备相连接,需通过连接组件和高、低压软管组件与动密封装置和流程系统相连接。
三、夹紧装置的设计
(一)夹紧装置的总体的设计要求
1、在潜油离心电泵进行试验时,夹持潜油离心泵的泵体。固定潜油离心泵,并保证其稳定,降低震动。
2、在安装潜油离心泵的时候,可以保证潜油离心泵的迅速、方便、安全地安装泵体的装置。
3、夹紧装置还应该具有夹持不同型号的潜油离心泵(在设定范围内的能力,其调9节的范围应该保证夹持98-130mm直径范围内的不同直径的泵体。
4、夹紧装置的操作要方便、安全。
5、能保证夹紧装置一定的使用寿命和较低的夹紧装置制造成本。夹紧装置元件的材料选用将直接影响夹紧装置的使用寿命。
6、要适当提高夹紧装置元件的通用化和标准程度。选用标准化元件,从而降低夹紧装置成本。
7、必须具有良好的结构工艺性,以便夹紧装置的制造、使用和维修。
(二)夹紧装置设计
确定夹紧装置的类型。要达到夹持泵体的目的,由于泵体是圆柱形,则对泵体以外圆柱面固定有如下两种方法:(1)圆孔套:圆孔套由两个相对称的少半圆组成,两者之间通过两个螺栓连接起来,并且通过调节螺栓来夹持不同大小的潜油离心泵泵体。(2)V型块:有两个V型块一同组成,是广泛应用于定位和夹持工件,具有装卸方便,对中性好,在生产中应用比较常见,且结构已经标准化。
四、可调支撑的设计
(一)可调支撑的设计要求
在本实验台中支撑件是用来配合夹紧装置使用的。在夹紧装置夹持泵体之前,见泵体先置于支撑件上。在通过支撑件的高度调节,使泵体达到一定的高度,再由夹紧装置对泵体进行装夹。所以对支撑件的要求为:
(1)支撑件可以支撑起直径为98-130mm范围内的潜油离心泵泵体;(2)支撑件的高度,可调并且能达到夹持不同大小泵体所需要高度调节的要求;(3)支撑件与泵体接触处可以滚动,方便泵体在支撑件上的位置调节和夹紧装置上泵体的拆卸;
参考文献:
[1]宫伟.潜油电动螺杆泵应用技术研究[D].西南石油学院,2004(5);1-52.
[2]张鹏飞,巴鹏.潜油离心泵性能测试系统的设计[J].沈阳理工大学学报.2008,(4):53-57.