近年來(lái),，3G三螺桿泵以其占地面積小,、噪音和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)成為世界各大油田的舉升設(shè)備,，是 一種既經(jīng)濟(jì)又減少環(huán)保投入、實(shí)現(xiàn)油田經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的良好采油方法,，,。對(duì)螺桿泵及其采油配套工藝技術(shù)還需要深入研究，以使得螺桿泵采油的技術(shù)優(yōu)越性得到充分發(fā)揮,。
過(guò)去許多學(xué)者對(duì)螺桿泵進(jìn)行研究,，但主要是 基于經(jīng)驗(yàn)的解釋，認(rèn)為液壓作用在轉(zhuǎn)子上的力是 螺桿泵系統(tǒng)漏失的主要原因,，造成泄漏的主要原因是 由于橡膠材料受密封腔室內(nèi)液體壓力作用,，對(duì)螺桿泵系統(tǒng)進(jìn)行平面和三維的接觸分析，綜合考慮了液壓作用在轉(zhuǎn)子上的力和腔室內(nèi)部流體壓力的作用,，并將腔室內(nèi)部流體壓力分為內(nèi)壓力和壓差兩種情況,，提出了一種新的螺桿泵漏失機(jī)理。螺桿泵定子橡膠襯套與轉(zhuǎn)子之間是 過(guò)盈配合,，橡膠襯套在過(guò)盈配合作用下產(chǎn)生變形,，此變形抗力在襯套與螺桿密封處產(chǎn)生接觸應(yīng)力，從而使相鄰腔室間密封,。在襯套與螺桿密封處產(chǎn)生接觸應(yīng)力,，而且由于襯套變形，使線接觸實(shí)際上成為面接觸,。在橡膠襯套的材料一定時(shí),，密封線的寬度越大，流體越不容易通過(guò)密封線發(fā)生漏失,，那么其密封性能會(huì)更好,。
1）螺桿泵定子橡膠襯套與轉(zhuǎn)子之間是 過(guò)盈配合，橡膠襯套在過(guò)盈配合作用下產(chǎn)生變形,，此變形抗力在襯套與螺桿密封處產(chǎn)生接觸壓力，從而使相鄰腔室間密封,。隨著螺桿泵腔室中的內(nèi)壓力的增加,，額定接觸壓力在不斷的減小。
2）兩種泵在相同過(guò)盈量時(shí),，等壁厚螺桿泵的額定接觸壓力比常規(guī)螺桿泵高,。
3）如果以接觸壓力為零來(lái)說(shuō)明密封極限,，在0.2mm過(guò)盈量時(shí)，常規(guī)泵螺桿泵的極限內(nèi)壓力是 5 MPa,，等壁厚螺桿泵的極限內(nèi)壓力是 12MPa,。
4）額定接觸壓力隨著密封腔室內(nèi)壓力增大而減小的原因，主要是 由于腔室內(nèi)壓力的增加使橡膠材料發(fā)生體積壓縮,，因此腔室內(nèi)壓力上升,，接觸壓力進(jìn)一步減小時(shí)就可能產(chǎn)生漏失。
泵腔室中壓差對(duì)漏失的影響
在三螺桿泵截面上下腔室中同時(shí)加載不同壓力,，過(guò)盈量為0.3mm,，橡膠襯套的彈性模量E= 4MPa，泊松比μm=0.49,，兩腔室中最小的壓力確定不變,，另一邊壓力不斷增加，計(jì)算不同壓差時(shí)的額定接觸壓力,，討論壓差對(duì)漏失的影響,。可以看出：
1）隨著螺桿泵腔室中的壓差的增加,，額定接觸壓力也在不斷的增加,。
2）額定接觸壓力隨著密封腔室內(nèi)壓差增大而增大的原因，主要是 由于腔室內(nèi)壓差的增加使橡膠發(fā)生變形,，從而使橡膠從壓力大的一方向壓力小的一方擠動(dòng),。這會(huì)導(dǎo)致接觸壓力更大。
3)對(duì)比腔室內(nèi)壓力和壓差對(duì)額定接觸壓力的影響,，我們 發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致螺桿泵漏失的原因是 腔室內(nèi)壓力的大小,，而不是 壓差，在一定范圍內(nèi),，壓差不會(huì)導(dǎo)致漏失,，反而會(huì)增強(qiáng)密封性能。
結(jié)論
1)額定接觸壓力隨著密封腔室內(nèi)壓力增大而減小,，原因主要是 由于腔室內(nèi)壓力的增加使橡膠材料發(fā)生體積壓縮,，螺桿泵密封性能減小，容易產(chǎn)生漏失,。
2)在一定程度內(nèi),，額定接觸壓力隨著密封腔室內(nèi)壓差增大而增大，主要是 由于腔室內(nèi)壓差的增加使橡膠從壓力大的腔室向壓力小的腔室擠動(dòng),，這會(huì)導(dǎo)致接觸壓力變大,，在一定程度內(nèi)，螺桿泵密封性能增強(qiáng),。
3)三維空間中,，腔室液壓力產(chǎn)生的力和力矩會(huì)使得轉(zhuǎn)子向橡膠襯套的一個(gè)方向擠壓,，這會(huì)導(dǎo)致另一邊的接觸壓力減小，從而容易產(chǎn)生漏失,。
4)螺桿泵的漏失是 腔室內(nèi)壓力,、壓差、腔室液壓力的間接作用這三者的共同作用下產(chǎn)生的,。
5)在相同橡膠性能和過(guò)盈量的情況下,，等壁厚螺桿泵極限內(nèi)壓力為12MPa，常規(guī)螺桿泵極限內(nèi)壓力為5MPa,，這說(shuō)明等壁厚螺桿泵的密封性能更好,。
6)在壓差和內(nèi)壓力的綜合作用下，壓差一定時(shí),，內(nèi)壓力越小,，密封性能越強(qiáng)。在瀝青保溫螺桿泵系統(tǒng)中,，泵出口的內(nèi)壓力是 大于入口的內(nèi)壓力的,，這意味著在泵出口的密封性能可能會(huì)小于泵入口的密封性能，為使得出入口的密封性能和磨損程度一致,，可以嘗試將轉(zhuǎn)子軸向的尺寸做成不相等的,，即把出口端的轉(zhuǎn)子直徑適當(dāng)?shù)募哟蟆?/span>
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