1定子失效形式
螺桿泵定子要長期承受轉(zhuǎn)子和流體對它的擠壓、定子和轉(zhuǎn)子之間的高速滑動摩擦,、轉(zhuǎn)子繞定子軸線行星回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力對定子內(nèi)襯的沖擊,；要承受摩擦和沖擊產(chǎn)生的熱能在定子內(nèi)襯處產(chǎn)生的高溫；要承受油井中砂粒對它的磨損,。另外,，原油中含有相當數(shù)量的芳香族、HzS和CO2氣體,。芳香族化合物使定子膨脹,，HzS和CO2氣體會使定子橡膠脆化、硬化,，導致定子失效,。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)文獻和現(xiàn)場數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，井下螺桿泵定子的失效形式主要可歸納為磨損,、燒泵,、定子撕裂、脫膠等形式,。其中,，磨損為井下螺桿泵定子最主要的失效形式。
2定子失效原因分析
2. 1磨損
在生產(chǎn)液中含砂的情況下,，轉(zhuǎn)子和定子過盈配合形成的密封線被磨損,，泵容積效率下降，漏失量增加,。
造成螺桿泵定子磨損的原因主要有定轉(zhuǎn)子之間摩擦產(chǎn)生的磨損和采出液中磨粒對定子的磨損,。
螺桿泵在工作過程中,，定轉(zhuǎn)子之間需要一定的過盈配合，這種過盈使定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生擠壓摩擦,，隨著工作時間的延長,，定子逐漸被磨損，這種磨損與螺桿泵的幾何尺寸,、壓差和工作轉(zhuǎn)速有關(guān),。
定轉(zhuǎn)子之間的過盈量除了設(shè)計的初始過盈量以外，還有定子橡膠的溶脹和溫脹作用引起的附加過盈,。橡膠溶脹是 由于橡膠和采出液或化學處理劑不相容引起的,，在高A PI重度的原油或不相容的化學處理劑中含有大量的芳香族化合物(包括苯以及與苯化學性能相似的化合物)，這些芳香族化合物的存在會引起橡膠溶脹,。溶脹使定轉(zhuǎn)子之間的過盈量增加,，使生產(chǎn)扭矩變大?；瘜W溶脹是 長久的,、不可逆的,。橡膠的溫脹是 由于溫度升高引起橡膠膨脹,，這種膨脹同樣也會使定轉(zhuǎn)子之間的過盈量增加，使生產(chǎn)扭矩變大,，但是 溫脹可以預(yù)測且不是 長久性的,，一旦溫度降低，橡膠的溫脹也會降低,。
采出液中含砂也會對定子產(chǎn)生磨損,，這種磨損 主要與砂粒大小、泵的轉(zhuǎn)速和級數(shù),、砂粒的含量,、砂 粒的硬度及砂粒通過泵的速度有關(guān)。對于給定 幾何尺寸,、壓差和工作轉(zhuǎn)速的泵,，采出液中砂粒的 含量太高加重定子的磨損。具有大的轉(zhuǎn)子掃掠角的螺桿泵,，有利于磨損時砂粒留在密封腔內(nèi),。單 級密封腔的承壓過高會增加橡膠的磨損。泵的轉(zhuǎn) 速影響著砂粒通過泵的速度,，轉(zhuǎn)速太高將加快泵的磨損,。
2. 2燒泵
保溫螺桿泵定子橡膠被高溫燒毀失去承載能力即為燒泵。造成燒泵的主要原因是 泵的沉沒度太低,，螺桿泵井的泵效與供液能力有直接關(guān)系,，沉沒度過低,，泵效下降，甚至導致泵干抽,。這時進入泵內(nèi)的采出液減少,，定轉(zhuǎn)子之間得不到很好的潤滑，產(chǎn)生大量的熱,，而少量的采出液又無法及時地將熱量帶走,，使泵內(nèi)產(chǎn)生高溫，將定子橡膠燒毀,。另外,，泵的入口處自由氣的含量過高也會導致定子橡膠和轉(zhuǎn)子直接接觸，產(chǎn)生高溫,，在泵效較低時,，摩擦生熱散發(fā)不出去導致溫升較快，長期運轉(zhuǎn)也會燒泵,。
2. 3定子撕裂
定子橡膠局部發(fā)生撕裂,，定子的形狀受到破壞，使泵過早失效,。造成井下螺桿泵定子撕裂的原因主要有橡膠的滯后作用,、氣浸和橡膠分層。
滯后現(xiàn)象作為橡膠的一種特性,，它通常發(fā)生在定子的小直徑處(橡膠較厚的部分,，)是 橡膠超壓造成的。螺桿泵在正常工作時,，由于橡膠的柔性,，在最小直徑處產(chǎn)生的熱被流過螺桿泵的采出液消耗掉了。但是 當螺桿泵由于超壓或超載工作而產(chǎn)生大量的熱時,，通過泵的采出液不能將在定子最小直徑區(qū)域產(chǎn)生的熱量消耗,，這使橡膠的強度降低，并最終被撕裂,。
氣浸是 由特定氣體組分和特殊橡膠的滲透率一起引起的,，在合適的環(huán)境下(例如，合適的溫度和壓力),，氣體能夠滲透到橡膠的基體里面,。當壓力下降時(例如，停泵或起泵時),，橡膠內(nèi)的氣體膨脹引起橡膠膨脹,，氣浸通常會導致在橡膠中形成氣泡。在迅速降壓時,，以氣泡形式存在于橡膠基體中的氣體膨脹會把橡膠撕裂,。
瀝青保溫螺桿泵注膠過程中,，由于套筒或者模芯橫截面溫度變化，溫度低的地方使橡膠局部長久變冷,，熱的橡膠從它上面流過去形成層,。這些層在橡膠內(nèi)部產(chǎn)生弱化面，為氣體滲入橡膠中聚集形成通道,。在壓力下降時,，進入這些弱化面的氣體產(chǎn)生膨脹從而把這些弱化面撕開。從外觀上看,，這些層面很光滑,，不像粗糙的撕裂面。
2. 4脫膠
粘合劑和套筒之間失效或者粘合劑與橡膠之間失效將引起膠結(jié)失效,。膠結(jié)失效多數(shù)是 因為注膠過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)缺陷,，但是 也有例子證明，橡膠的損壞也會影響膠結(jié),。脫膠可能在2個界面上發(fā)生,，第1個是 發(fā)生在粘合劑和橡膠之間的界面上，第2個界面是 粘合劑和套筒之間的界面,。
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