鄧志堅(jiān)
摘 要:本論文闡述了潛油離心泵試驗(yàn)臺(tái)夾緊裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程,設(shè)計(jì)主要用于潛油離心泵性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)潛油離心泵的固定和支撐的作用。主要包括試驗(yàn)臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)、夾緊裝置及可調(diào)支撐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算。保證試驗(yàn)臺(tái)上的潛油離心泵不移動(dòng)、不變形、不震動(dòng)、安全、省力和方便。
關(guān)鍵詞:機(jī)械;夾緊裝置;V型塊;可調(diào)支撐
一、概述
(一)國(guó)內(nèi)外采油概況
國(guó)內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛的人工升舉方法有潛油離心泵、潛油螺桿泵、有桿泵、水力活塞泵及氣舉。潛油離心泵具有排量揚(yáng)程范圍大、生產(chǎn)壓差大、適應(yīng)性強(qiáng)、地面工藝流程簡(jiǎn)單、機(jī)組工作壽命長(zhǎng)、管理方便、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)。隨著油田開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng)和含水率的不斷上升,利用潛油離心泵來(lái)保持或提高油井產(chǎn)量已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。
(二)潛油離心泵采油系統(tǒng)概述
1、潛油離心泵概述。我國(guó)自1981年引進(jìn)潛油離心泵技術(shù)以來(lái)至今已有近20年的歷史,近20年來(lái),潛油離心泵作為重要的機(jī)械采油設(shè)備在油田得到了廣泛應(yīng)用。目前,我國(guó)有許多油田已經(jīng)進(jìn)入中、后期開(kāi)采階段,需要進(jìn)行注水強(qiáng)采。電潛泵是一種較好的注水強(qiáng)采抽油設(shè)備,所以應(yīng)用前景相當(dāng)可觀。
2、潛油離心泵的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn):(1)大排量采液。(2)這種泵能夠把油井中位于上部水層的水轉(zhuǎn)注到下部的注水層中。(3)操作簡(jiǎn)單,管理方便。(4)能夠較好地運(yùn)用于斜井、水平井以及海上采油。(5)容易處理腐蝕和結(jié)蠟。(6)容易安裝井下壓力及溫度等測(cè)試裝置,方便進(jìn)行測(cè)量讀數(shù)。(7)為適應(yīng)油井產(chǎn)量遞減或發(fā)生變化,可采用變頻裝置調(diào)節(jié)電源頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。(8)免修期較長(zhǎng),油井生產(chǎn)時(shí)效相對(duì)比較高。缺點(diǎn):(1)潛油離心泵下入深度受電機(jī)額定功率的限制,套管尺寸和井底高溫時(shí)潛油離心泵的下入深度受到限制。大型高功率設(shè)備沒(méi)有足夠的環(huán)形突然空間冷卻電機(jī),會(huì)縮短電機(jī)的使用壽命。(2)費(fèi)用較高。(3)由于整套裝置都安裝在井下,一旦出現(xiàn)故障,需要起出全部管柱進(jìn)行修理,導(dǎo)致作業(yè)費(fèi)用增加和停產(chǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。(4)井下高溫容易使電纜出現(xiàn)故障,高溫、腐蝕和磨損可能造成電機(jī)損害。高氣油比會(huì)使升舉故障降低,而且會(huì)因氣鎖使泵發(fā)生故障。(5)動(dòng)力源僅適應(yīng)采用電源。
二、總體方案設(shè)計(jì)
(一)試驗(yàn)臺(tái)總體技術(shù)參數(shù)
潛油離心泵試驗(yàn)臺(tái)是用于潛油離心泵性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)潛油離心泵揚(yáng)程、流量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、泵效等性能參數(shù)的測(cè)試。本試驗(yàn)臺(tái)可以檢測(cè)的潛油離心泵的主要技術(shù)參數(shù)如下:
驅(qū)動(dòng)功率: 37kW
最大扭矩: 200Nm
最高轉(zhuǎn)速: 3000r/min
泵的最大揚(yáng)程: 1500m
(二)試驗(yàn)臺(tái)總體方案及系統(tǒng)組成
本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括試驗(yàn)臺(tái)、測(cè)控系統(tǒng)、液壓部分。
1、流程系統(tǒng)。流程系統(tǒng)主要為輔助裝置,主要包括:電潛泵出、入口連接組件,高、低壓。軟管組件。由于實(shí)驗(yàn)的電潛泵型號(hào)不同,同時(shí)為保護(hù)泵體連接螺紋,其出、入口不可直接與設(shè)備相連接,需通過(guò)連接組件和高、低壓軟管組件與動(dòng)密封裝置和流程系統(tǒng)相連接。
三、夾緊裝置的設(shè)計(jì)
(一)夾緊裝置的總體的設(shè)計(jì)要求
1、在潛油離心電泵進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),夾持潛油離心泵的泵體。固定潛油離心泵,并保證其穩(wěn)定,降低震動(dòng)。
2、在安裝潛油離心泵的時(shí)候,可以保證潛油離心泵的迅速、方便、安全地安裝泵體的裝置。
3、夾緊裝置還應(yīng)該具有夾持不同型號(hào)的潛油離心泵(在設(shè)定范圍內(nèi)的能力,其調(diào)9節(jié)的范圍應(yīng)該保證夾持98-130mm直徑范圍內(nèi)的不同直徑的泵體。
4、夾緊裝置的操作要方便、安全。
5、能保證夾緊裝置一定的使用壽命和較低的夾緊裝置制造成本。夾緊裝置元件的材料選用將直接影響夾緊裝置的使用壽命。
6、要適當(dāng)提高夾緊裝置元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)程度。選用標(biāo)準(zhǔn)化元件,從而降低夾緊裝置成本。
7、必須具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性,以便夾緊裝置的制造、使用和維修。
(二)夾緊裝置設(shè)計(jì)
確定夾緊裝置的類型。要達(dá)到夾持泵體的目的,由于泵體是圓柱形,則對(duì)泵體以外圓柱面固定有如下兩種方法:(1)圓孔套:圓孔套由兩個(gè)相對(duì)稱的少半圓組成,兩者之間通過(guò)兩個(gè)螺栓連接起來(lái),并且通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓來(lái)夾持不同大小的潛油離心泵泵體。(2)V型塊:有兩個(gè)V型塊一同組成,是廣泛應(yīng)用于定位和夾持工件,具有裝卸方便,對(duì)中性好,在生產(chǎn)中應(yīng)用比較常見(jiàn),且結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。
四、可調(diào)支撐的設(shè)計(jì)
(一)可調(diào)支撐的設(shè)計(jì)要求
在本實(shí)驗(yàn)臺(tái)中支撐件是用來(lái)配合夾緊裝置使用的。在夾緊裝置夾持泵體之前,見(jiàn)泵體先置于支撐件上。在通過(guò)支撐件的高度調(diào)節(jié),使泵體達(dá)到一定的高度,再由夾緊裝置對(duì)泵體進(jìn)行裝夾。所以對(duì)支撐件的要求為:
(1)支撐件可以支撐起直徑為98-130mm范圍內(nèi)的潛油離心泵泵體;(2)支撐件的高度,可調(diào)并且能達(dá)到夾持不同大小泵體所需要高度調(diào)節(jié)的要求;(3)支撐件與泵體接觸處可以滾動(dòng),方便泵體在支撐件上的位置調(diào)節(jié)和夾緊裝置上泵體的拆卸;
參考文獻(xiàn):
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