螺杆泵可以输送有机溶剂的原理

1930年，Moinean发明，并在美国获得第一个螺杆泵采油专利，31-32年在法国制造。我国1986年一如并开始研究地面驱动螺杆泵。在我国的一些油田中稠油开采的相当突出的问题，稠油中含有出砂，含气现象，使油井工作条件及为复杂。在开采高粘含砂含气的原油时，螺杆泵具有独特的优势。它是一种容积式泵，运动件（只有螺杆），没有阀和复杂的流道。油流扰动少，使水力损失大大降低。由于螺杆在橡皮衬套表面的运动带有滚动和滑动的性质，使砂粒不易沉积。由于衬套和螺杆间的容积均匀变化而产生的抽汲和推挤作用，使油气混输的效果较好。突出优点：尺寸小，质量轻，制造容易，维修方便，运动部件少，排量均匀。

一、 系统组成及泵的工作原理

1. 系统组成

地面——

地下——螺杆泵

中间——中间油管或中间电缆

工作过程；由地面动力带动抽油杆柱-泵转子转动-井液由泵下部吸入-上端排出-从油管流出井口-地面管线至计量间。

2. 螺杆泵的结构与工作原理

(1) 螺杆泵的结构

由定子和转子组成的。转子是通过精加工、表面镀铬的高强度螺杆；定子就是泵筒，是由一种坚固、耐油、抗腐蚀的合成橡胶精磨成型，然后被永久地粘接在钢壳体内而成。除单螺杆泵外，螺杆泵还有多螺杆泵(双螺杆、三螺杆及五螺杆泵等)，主要用于输送油品。

(2) 螺杆泵的工作原理

螺杆泵是靠空腔排油，即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室，当转子转动时，封闭空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。封闭腔在排出端消失，空腔内的原油也就随之由吸入端均匀地挤到排出端。同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。这样，封闭空腔不断地形成、运移和消失，原油便不断地充满、挤压和排出，从而把井中的原油不断地吸入，通过油管举升到井口。

3.缺点

二、 螺杆泵基本参数的确定

1. 泵的理论排量

螺杆任一断面都是半径为r的圆，整个螺杆的形状可看成是由很多半径为r的极薄圆盘组成，这些圆盘的中心O1是以偏心距e绕螺杆本身的轴线O2-Z一边旋转一边按一定的螺距t向前移动。即圆盘圆心O1的轨迹是螺距为t、 偏心距为e的螺旋线。

衬套的材料是橡胶，它的断面是由两个半径为r(等于螺杆断面半径)的半圆和两个长度为4e的直线段组成的长圆形，如图11－21所示。衬套的双线内螺旋面就是由上述断面绕衬套的轴线OZ旋转的同时，按一定的导程T=2t向前移动所形成的。橡皮衬套易磨损，下部径向上止推轴承损坏，偏心联接轴不够可靠，周期短。

螺杆在衬套中的位置不同时，它们之间的接触点也就不同。当螺杆断面在衬套长圆形断面的两端时，螺杆和衬套的接触为半圆弧线；而在衬套的其它位置时，螺杆和衬套仅有两点接触。由于螺杆和衬套是连续啮合的，这些接触点就构成了密封线，在衬套的一个导程T内便形成一个密封腔室。这样，在沿单螺杆泵的全长上，衬套内螺旋面与螺杆的螺旋面形成了一个个封闭腔室。可见，衬套螺杆副的长度至少为衬套的一个导程，才能形成完整的密封腔。

式中Qt——泵的理论排量，m3/d；

e——螺杆的偏心距，m；

n——螺杆的转速， r/min；

dp——螺杆截面的直径， dp=2r，m；

T——衬套的导程， T=2t,m；

t——螺杆的螺距，m。

2. 泵的容积效率和系统效率

 1) 泵的实际排量Q与理论排量Qt的比值，称为泵的容积效率，记作 ，用公式表达为泵的容积效率实质上是一个排量系数，它与泵扬程、转子与定子间配合的过盈量、转子的转速以及举升液体的粘度等参数有关，是一个多变量函数。

2.泵的系统效率η定义为泵的有功功率(水力功率)Ph与泵的输入功率Pin之比，即

其中：

3. 泵的扭矩

由于螺杆泵的吸入端和排出端存在压差，所以螺杆衬套副中的液体将对螺杆施加力的作用。同时，定、转子间存在过盈量，将会使定、转子间产生摩擦阻力扭矩。(1) 转子有功扭矩螺杆——衬套副将机械能转换为液体的压能，若不考虑损失，则由能量转换关系可得

(2) 定子与转子间的摩擦扭矩

 由于螺杆泵定子与转子间存在过盈量，因此，当转子在定子内转动时，定子与转子间就产生摩擦。定子对转子施加摩擦扭矩的作用。

(3) 启动扭矩

启动扭矩的大小，与螺杆泵密封线的长度、定转子间的过盈量以及橡胶的硬度和工作压力有关，还与静止时间的长短以及摩擦面的粗糙度有关。级数越多、粗糙度越大、橡胶硬度越高，以及定、转子间过盈量越大、泵的工作压力越高，泵的启动扭矩也就越大。

三、 螺杆泵的工作特性曲线及其影响因素

1. 螺杆泵的工作特性曲线

泵的容积效率、系统效率及扭矩与举升高度之间的关系。反映这种关系的曲线称为螺杆泵的工作特性曲线。

2. 螺杆泵工作特性的影响因素

(1) 过盈量的影响

定、转子表面的接触线保持充分密封，而密封的程度取决于转子与定子间的过盈量。

过盈量大，泵效高，但杆扭矩增加，易出现断杆和定子橡胶磨损加剧。

过盈量小，泵效低，无上述问题。

因此，过盈量的大小直接影响泵效的高低。

(2) 转子转速的影响转子的转速越高，排量就越大。但是，转速越高，抽油杆的离心力就越大，抽油杆的弯曲振动就越严重，抽油杆接箍与油管内壁的摩擦力也就随之增大，同时，举升高度也将因沿程损失的增加和定子橡胶磨损的加速而下降。因此，转子的转速不易过高，一般应小于500 r/min为宜。

（3）其它（粘度）粘度增加使得漏失量减小，有利于提高泵的容积效率和系统效率；另一方面，粘度的增加将使流动阻力增大而降低泵的充满程度和举升高度，泵的容积效率和系统效率也随之降低。同时，泵的摩擦增大将增加阻力扭矩。

四、 螺杆泵的选择

螺杆泵的选择步骤：

1）应根据油井的产能确定出油井的产量，并确定所用螺杆泵的排量；

2）是根据泵的工作特性曲线确定在保证该排量下泵的举升高度大小，并根据油井条件计算出所需泵的级数，同 时还要根据需要以及油井的实际条件确定合理的过盈量；

3）根据负载大小选择抽油杆的材料与规格、电动机以及其它附属部件。

1. 转子转速的确定

地面驱动单螺杆泵转速的确定，受多种因素的影响。首先要考虑的是介质的粘度、磨蚀条件和定子橡胶的疲劳强度。

介质的粘度将影响泵的充满系数。当泵旋转时，在泵吸入口处空腔容积逐渐变大，这时，只要有一定的压差液体便可迅速充满空腔。当液体的粘度较大时，其流动性变差，

使得充满系数降低从而降低泵的容积效率，并且随着液体粘度的增加，这种影响程度增大。

在高含砂油井中，泵的寿命取决于定子橡胶的疲劳强度。由于定子和转子间有一定的过盈量，转子在定子内旋转时定子橡胶将受到周期性地压缩，从而产生摩擦面的温升和疲劳。摩擦面的温升往往可达到比介质温度高几十度，它加速了橡胶分子链的重新组合，使弹性模数减小，从而降低其疲劳特性及金属和橡胶结合面上粘结剂的强度。这个温升值和压缩疲劳随转速的增加而增大，因此，在实际应用中要合理地选择转速以保证泵的寿命。

2. 泵级数和定、转子长度的确定

单级螺杆泵满足不了实际举升高度(扬程)的需要，如同潜油电泵一样需要多级泵。泵的级数Z可根据油井实际需要的泵扬程H和单级扬程Hj来确定，即

泵的级数确定后，就可确定定子和转子的

长度。定子和转子的长度由泵的级数和衬套的导程来决定。定子长度Ls为

 转子长度Lr一般取定子长度Ls加上250～350 mm，以保证转子能够安装到位.

3. 合理过盈量的确定

 螺杆泵的定、转子间的过盈配合情况如图11－25所示，其过盈量为δ=(b-a)/2。 为使螺杆泵具有容积泵的特点，就必须使定、转子间的空腔保持良好的密封性，

即必须有一定的过盈值。其原因是：

1) 受加工工艺技术的限制，不能保证定子和转子具有理想的几何形状；

2) 定子橡胶是弹性体，在一定的压差下会发生弹性变形和漏失；

3) 由于转子在运转时会产生惯性力和液压径向力，这两个力的合力将使转子在合力的方向上压缩定子橡胶而产生位移，从而使定、转子间的另一侧产生间隙。 螺杆泵在井下工作时，其总过盈量δ由初始过盈量δ0、由热膨胀产生的过盈量δ1’以及由于浸油溶胀而产生的过盈量δ2’三部分组成。总过盈量δ可根据泵和油井条件估算，δ1’与δ2’可由实验来确定。这样，便可确定出初始过盈量δ0， 从而可为设计制造提供依据。

目前，螺杆泵的单级工作压差主要是靠定、转子间的过盈量来实现的。过盈量越大，级工作压差就越大，转子扭矩也越大；过盈量过小，单级工作压差就越小，满足不了油井举升的需要。因此，定、转子间的过盈量存在一个合理值。对于过盈量的确定，必须在掌握定子橡胶的物理特性，特别是橡胶的热膨胀和溶胀性能的基础上，才能实现过盈量确定的合理性。

单螺杆泵其工作原理是当电动机带动泵轴转动时，螺杆一方面绕本身的轴线旋转，另一方面它又沿衬套内表面滚动，于是形成泵的密封腔室。

螺杆每转一周，密封腔内的液体向前推进一个螺距，随着螺杆的连续转动，液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔，最后挤出泵体。

螺杆泵是一种新型的输送液体的机械，具有结构简单，工作安全可靠，使用维修方便，出液连续均匀，压力稳定等优点；

扩展资料：

螺杆泵因其有可变量输送，自吸能力强、可逆转，能输送含固体颗粒的液体等特点，在污水处理厂中，广泛地被使用在输送水，湿污泥和絮凝剂药液方面。螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。

一、螺杆泵的转速选用：

螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于低转速的螺杆泵，高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，必定使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，极易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命。

通过减速机构或无级调速机构来降低转速，使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内，与高速运转的螺杆泵相比，使用寿命能延长几倍。

二、螺杆泵的品质：

螺杆泵的种类较多，相对而言，进口的螺杆泵设计合理，材质精良，但价格较高，服务方面有的不到位，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。

国内生产的大都仿制进口产品，产品质量良莠不齐，在选用国内生产的产品时，在考虑其性价比的时候，选用低转速，长导程，传动量部件材质优良，额定寿命长的产品。

参考资料：百度百科-螺杆泵

只能简单的介绍一下。。。

单螺杆泵                                                双螺杆泵

三螺杆泵                                         双螺杆泵

转子泵

根据以上图片 可以简单的看出区别

相同点：

都是容积式泵 都适合输送有粘度的介质

不同点

双三螺杆泵间隙较小 适合输送清洁的介质，而转子泵和单螺杆泵间隙较大，可以适当输送有杂物的介质

在输送较清洁的介质如润滑油 汽油 过滤过的原油、重油、沥青等介质时，双、三螺杆泵较适合，且由于双螺杆泵可空打的性质，更适合于船舶或油库用于扫仓、扫库用。

三螺杆泵最大粘度可应用到沥青、加热树脂等（760mm2/s)，最小为柴油或相似的介质（水，汽油不行）

双螺杆泵最大粘度的输送可达200000CP或1500mm2/s以上 可以打水或汽油等低粘度介质

单螺杆泵则适合于常温的有异物的介质,如污泥，面团、油墨、果酱等介质，金属转子的单螺杆还可输送水煤浆等复杂介质，缺点是不耐高温。不适合低粘度介质或含油脂类的介质

转子泵因为结构简单，在杂质较多的高粘度介质或高温环境下较为适合，但是成本较高，相对机械效率较低，且运行时噪音较大，属于齿轮泵的一种增强型产品。

所以，以上产品各有侧重，需根据实际使用环境考虑选用的泵产品为佳

南京工业泵厂竭诚为您服务

单螺杆泵——单螺杆将旋转泵接合在泵体的内螺纹槽中。

双螺杆泵——是一种具有两个相互啮合的螺杆以输送液体的泵。

多螺杆泵——是一种多螺杆相互啮合输送液体的泵。编辑此单螺杆泵

它是一种单螺杆型输送泵，其主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆(称为转子)和内表面为双线螺旋面的螺杆衬套(称为定子)。其工作原理是，当电机带动泵轴转动时，螺杆一方面绕自身轴线转动，另一方面沿衬套内表面滚动，从而形成泵的密封腔。每次螺杆旋转，密封腔内的液体向前推进一个螺距。随着螺杆的不断旋转，液体以螺旋方式从一个密封腔压向另一个密封腔，最终挤压出泵体。螺杆泵是一种新型的液体输送机械，具有结构简单、运行安全可靠、使用维护方便、液体输出连续均匀、压力稳定等优点。

利用螺杆的旋转来吸排液体的泵，最适合吸排粘性液体。

单螺杆是根据旋转啮合位移原理工作的一种新型泵。主要工作部件是偏心螺钉(转子)和固定衬套(定子)。

由于两部分特殊的几何形状，形成独立的密封腔，介质从轴向均匀流动，内部流速低，体积恒定，压力稳定，不会产生涡流和搅拌。每台泵的输出压力为0.6兆帕，扬程为60米(清水)，自吸高度一般为6米，适用于输送80度以下的介质(特殊要求可达150度)。

由于定子由多种弹性材料制成，这种泵不能输送高粘度流体和含有硬悬浮颗粒或纤维的介质。流速与转速成正比。

变速器可以通过联轴器直接驱动，也可以通过调速电机、三角带、变速箱等装置变速。

该泵零件少，结构紧凑，体积小，维护简单。转子和定子是该泵的易损件，结构简单，拆装方便。

螺杆泵

立式单螺杆泵的特点：

立式单螺杆泵的特殊工作腔可以输送含有悬浮硬、软固体颗粒和长纤维(或固体为多刃、高磨损颗粒)和长纤维或夹带气体(液体、固体和气体)的介质。

1.固体颗粒的大小与每个泵的“转子”的偏心率(e)有关。

2.固体浓度可以达到40%体积(例如，粉末颗粒可以达到70%)。

3.纤维长度与每台泵的“转子”引线有关，这使得纤维介质粘度最长可达1，000，000 mpas (CP)的物料得到有效输送。上海李绅泵业的立式单螺杆泵具有自吸特性：可通过管道自吸液体介质，高度可达6-85m。立式单螺杆泵产品的独特性能，该泵还可以在输送流体的同时无级调节气体爆炸(冲洗)操作(将用户的各种气体和消毒气体补充或合成到介质中)。通过螺杆泵，气体被输送并爆炸，介质中的各种成分被共溶解。

立式单螺杆泵的转速与流量呈线性关系，泵可以根据转速确定流量。也可用于无级调速或多级变速，满足用户各种特性的要求，流量精度(1%)，可用作实验室、配药、配料等的计量泵。压力(扬程)的产生与“定子”螺旋导线(t)有关，一根导线(t)的输出压力为0.6 Mpa(60 m扬程)，两根导线的二次泵压为1.2Mpa(12 0 m扬程)。根据工作条件，任何类型的泵都可以制成立式、倾斜式、移动式和小型车载泵。立式单螺杆泵零件少，结构不复杂，拆卸和维护容易，即使是第一次使用，也很容易在短时间内掌握。由于立式单螺杆泵的定子由弹性体制成，转子由金属制成，没有介质泵不能干燥运行，并损坏泵的液压部件。立式单螺杆泵性能：李绅LG立式单螺杆泵、多螺杆泵产品。流速范围从0.95到103 (m3/h)。常规产品输出压力为1.6mpa (60m水头)。常规耐温80，用户特殊要求可达110。根据用户的介质和物理特性，“定子、转子、护套”和过流元件，上海李绅经过多年发展，形成了一套比较完整的材料体系供选择。

立式单螺杆泵轴封：1种不同材质的填料密封。2.各种密封材料的动静环单面和双面机械密封。

由撒三螺杆泵的原理知道，对于外置轴承的三螺杆泵，通过轴承定位，三根螺杆在衬套中互不接触，齿侧之间保持恒定的间隙（其间隙值由工况及泵本身规格决定），螺杆外圆与衬套内圆面也保持恒定的间隙不变。两根螺杆的传动由同步齿轮完成。齿轮箱中有独立的润滑，与泵工作腔隔开。这种结构的优点大大拓宽了双螺杆泵的使用范围，即：除了输送润滑性良好的介质外，还可输送大量的非润滑性介质，各种粘度（最高粘度可达3*106毫米/秒）的介质以及具有腐蚀性（酸、碱等性质），磨蚀性的液体，用于输送石油的油气混输泵安全系数提高。

GNF螺杆泵由于其恒定间隙的存在以及型线上的特点，其属于非密封型容积泵，因此除了输送纯液体外，还可输送气体和液体的混合物，即汽液混输，这也是单螺杆泵非常独特的优点之一。单螺杆泵由于结构的独特设计，可以自吸而无须专门的自吸装置，而且由于轴向输送轴流速度较小而具备很强的吸上能力即很小的NPSHr值。

双螺杆泵还可干转。由于运动部件在工作时互不接触，因此短时的干转不会破坏泵元件，这种特点给自动控制的流程提供了极大的方便，但干运转时间受多种因素限制，一般很短。另外双螺杆泵在输送过程中无剪切，无乳化作用，因此不会破坏分子链结构和工况流程中所形成的特定的流体性质，并且由于传动依靠同步齿轮，泵运转噪音低，振动小，工作平稳。