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            高粘度油泵的基礎理論研究概述同腐性磨損的原因

            2020-10-17 19:40:49
            詳情

            [一]、高粘度油泵的基礎理論研究概述
              上世紀六十年代前蘇聯對單螺桿泵的工作原理進行了理論和試驗研究,初步確定了高粘度油泵的定轉子型線方程、轉子在定子中的運動規律以及高粘度油泵排量特性和轉子軸向力的計算方法等。八十年代中后期,華東石油大學和北京石油勘探研究院學者對單螺桿泵水力機械的基礎理論進行了深入研究,建立了單螺桿泵水力機械螺桿一襯套副平面、空間嚙合理論,分析了螺桿一襯套副這對在空間內嚙合的共扼曲面的特點。這對共扼曲面滿足三個要求即一是能嚙合,就是能夠滿足一般齒形嚙合運動的要求;二是能密封,就是高粘度泵襯套之間能夠形成多個密封腔室,以充滿工作流體;三是能推移,就是隨著轉子的轉動能夠使密封腔室連同其中的工作流體連續沿軸向推移,并在推移過程中進行機械能和液壓能的相互轉化。
              [二]、高粘度油泵井腐性磨損的原因
              1、腐蝕磨損的內容
              腐蝕磨損失效是指在摩擦過程中,桿管與周圍介質發生了化學或電化學作用,這種作用加劇了材料的磨損。其特征是化學腐蝕和機械磨損同時存在并互相。機械磨損可以除去桿管表面的可緩腐蝕產物,把新的金屬暴露在介質中,從而了磨損面的腐蝕。
              2、腐蝕磨損的原因
              腐蝕磨損是高粘度油泵采油系統中桿管磨損的另外一種磨損形式,這種形式主要體現在油田的后期。隨著我國東部油田的不斷深入,混合液中的含水量地增加,直到現在含水達到90%以上,含水量的增加也帶來了其他介質的物性變化,下面列舉目前已經存在的一些腐蝕磨損。
              (1)綜合含水的影響
              隨著含水的不斷增加,油井產出液的化學性質也在發生變化。當含水比例達到程度后,油井產出液由油包水轉換為水包油,在此產出液中工作的抽油桿、油管的外壁就失去了油液的保護作用,摩擦的潤滑劑由原油變為產出水,產出水直接接觸金屬,產生化學腐蝕。另外,由于桿管本身原來就存在磨損的情況,又失去原油的潤滑作用,使得油管內壁和抽油桿磨損速度加快,磨損嚴重。
              (2)腐蝕介質的影響
              隨著我國東部油田的,在含水量大量增加的同時,時也出現了其他化學物質含量過高的特點,即礦化度、Cl-、H多等含量過高。產出液中這些化學物質的大量增加,導致了高粘度油泵井抽油桿和油管等金屬物質發生化學腐蝕的速度增加,最終導致了抽油桿以及油管的腐蝕失效。腐蝕和偏磨可以互相,當桿管磨損以后,就加快了腐蝕的速度,而桿管被腐蝕后,其強度降低,磨損的速度也會加快固。
              (3)縫隙腐蝕和沖蝕明顯
              由于產出液含水較高及產出液的強腐蝕性,使桿管螺紋聯接處產生縫隙腐蝕;另外,由于產出液對油管公螺紋外緣的沖刷作用,再加上產出液的強腐蝕性,發生沖蝕,易使油管公螺紋老化。油管螺紋聯接處處在偏磨腐蝕、縫隙腐蝕和沖蝕的綜合作用下,易使該處產生油管斷脫、刺漏。
              (4)管、桿等的材料性能較差
              由于油井的產出液具有強腐蝕性,而所用的油管性能達不到要求,油管表層涂料的強度和性較差,再加上已經存在的偏磨,因此,油管腐蝕、磨損嚴重,甚至穿孔和磨蝕成裂縫。腐蝕疲勞的特點:在介質作用下,材料疲勞強度顯著降低。

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