高温磁力泵有哪些用处?
高温磁力泵是一种通过磁力传动器(磁力联轴器)来实现无接触力矩传递从而以静密封取代动密封,使泵达到完全无泄漏。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭,从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题,消除了炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患,有力地保证了职工的身心健康和安全生产。
泵的组成
高温磁力泵由自吸泵、磁力传动器、电动机三部分组成。关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。
1.永磁体
由材料制成的永磁体工作温度范围广(-45-400℃),矫顽力高,磁场方向具有很好的各向异性,在同极相接近时也不会发生退磁现象,是一种很好的磁场源。
2.隔离套
在采用金属隔离套时,隔离套处于一个正弦交变的磁场中,在垂直于磁力线方向的截面上感应出涡电流并转化成热量。
3.冷却润滑液流量的控制
高温磁力泵运转时,必须用少量的液体对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承的摩擦副进行冲洗冷却。冷却液的流量通常为泵设计流量的2%-3%,内磁转子与隔离套之间的环隙区域由于涡流而产生高热量。当冷却润滑液不够或冲洗孔不畅、堵塞时,将导致介质温度高于永磁体的工作温度,使内磁转子逐步失去磁性,使磁力传动器失效。当介质为水或水基液时,可使环隙区域的温升维持在3-5℃;当介质为烃或油时,可使环隙区域的温升维持在5-8℃。
4.滑动轴承
磁力泵滑动轴承的材料有浸渍石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能,所以磁力泵的滑动轴承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小,所以轴承间隙不得过小,以免发生抱轴事故。
由于高温磁力泵的滑动轴承以所输送的介质进行润滑,所以应根据不同的介质及使用工况,选用不同的材质制作轴承。
螺杆泵作为一种机械采油设备,具有其他抽油设备所不能代替的优越性。它主要适用于稠油、含砂、高含气井的开采,具有体积小、安装方便、无污染、能耗低等易于推广的重要特征。
近几年来,随着高黏度原油的开采和三次采油的发展,螺杆泵得到了较大规模的应用,随之螺杆泵井的作业工作量也不断地增加,作业技术也在不断地发展。
一、螺杆泵采油系统组成
按螺杆泵的基本结构形式分为单筒式和串联式,按驱动方式可分为地面驱动和井下驱动两类。地面驱动螺杆泵主要有皮带传动和直接传动两种形式;井下驱动螺杆泵可分为电驱动和液压驱动两种形式。目前油田广泛采用的是地面驱动井下弹螺杆泵采油系统。
地面驱动井下单螺杆泵主要由电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵、配套工具四部分组成,如图1-1所示。
图1-1 地面驱动井下单螺杆泵采油示意图
1-电控箱;2-电动机;3-皮带;4-方卡子;5-平衡块;6-压力表;7-抽油杆;8-油管;9-扶正器;10-动液面;11-螺杆泵;12-套管;13-防转锚;14-筛管;15-丝堵;16-油层
(一)电控部分
电控箱是螺杆泵井的控制部分,控制电动机的启、停;记录螺杆泵井正常生产时的电流、累计运行时间等;有过载、欠载自动保护功能。
(二)地面驱动部分
地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备,是把动力传递给井下泵转子,实现抽汲原油的机械装置。机械传动的驱动装置主要由减速箱、电动机、密封盒、方卡子等组成。
(三)井下螺杆泵
1、地面驱动单螺杆泵的结构
它主要由定子、转子、限位接头等组成。定子是由优质钢壳体内注压橡胶而成,橡胶套内为双线或多线螺旋表面;转子为高强度钢加工而成的单头或多头螺旋表面,经镀硬洛后与定子橡胶内表面啮合,形成密封腔。定子随油管下井并锚定,转子上接抽油杆。
2、地面驱动井下单螺杆泵的工作原理
电动机及驱动装置使抽油杆产生顺时针方向旋转,抽油杆带动井下螺杆泵的转子在定子衬套内做行星运动;转子运动时,吸油密封腔沿轴向由吸油端上移,同时形成新的密封腔,其中被吸入的液体随着密封腔的上移由吸入端移至排出端,密封腔的不断形成、上移和消失,起到了泵的作用,将油、砂、水、气一起举升到地面。
(四)配套工具
(1)专用井口:起到保护光杆和密封井口的作用。
(2)光杆:用于井口密封。
(3)抽油杆扶正器:避免或减缓了抽油杆与油井的磨损。
(4)油管扶正器:可减小油管柱振动和磨损。
(5)抽油杆防倒转装置:防止抽油杆反转而倒扣。
(6)油管防脱装置:锚定泵和油管,防止油管脱落。
(7)防蜡器:延缓原油中石蜡和胶质在油管内壁的沉积速度。
(8)防抽空装置:地层供液不足会造成螺杆泵损坏,安装井口流量式或压力式防抽空装置可有效地避免此现象的发生。
(9)筛管:过滤油层流体。
二、单螺杆泵的型号及基本参数
(一)单螺杆泵的型号表示方法
标记示例:
GLB120-14为公称排量为120mL/r,总级数为14级,抽油杆转动的单筒式单螺杆抽油泵型号。
(二)单螺杆泵的基本参数
单螺杆泵的基本参数见表2-1。
表2-1 单螺杆泵的基本参数
三、螺杆泵采油系统的特点
螺杆泵是一种容积式泵,其运动部件少,没有阀件和复杂的流道,油流扰动小,排量均匀,由于缸体转子在定子橡胶衬套内表面运动带有滚动和滑动的性质,使油液中砂粒不易沉积,同时转子和定子间容积均匀变化而产生的抽汲、推挤作用使油气混输效果较好,在开采高黏度、高含砂和含气较大的原油中,同其他采油方式相比具有独特的特点。
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严格地说,你说的那种抽油方式叫有杆泵抽油油井,就是利用“三抽”设备(抽油泵、抽油杆、抽油机)把石油抽到地面上来。抽油泵又分为杆式泵和管式泵,油井根据情况选择下入不同的泵。
油井的泵下入深度有浅有深,浅的只有几百米,深的有三、四千米,也更深些的。泵下多深,抽油杆也下多深。