螺杆泵水力特性检测系统的研制

论文摘要

螺杆泵采油作为一种人工举升方式,投资少、设备结构简单、操作方便、节能效果明显以及适应性强,能有效降低采油成本,具有诸如抽油机柱塞泵、潜油电泵等机采方式无法比拟的优点。随着大庆油田开发的逐步深入,油田开发的难度不断增加,螺杆泵以其优越的性能在油田生产中的作用越来越显著。为了进一步提高螺杆泵产品质量,促进螺杆泵采油技术水平的提高,首先应配套其检验、实验设施,一方面为螺杆泵理论研究提供试验手段,对产品质量进行检测,另一方面,可以提供试验手段对新型的螺杆泵进行进一步的科学研究,对螺杆泵结构参数和工作参数与螺杆泵举升性能的关系进行实验研究和理论研究成果的验证。本文研究的对象是建立单螺杆泵的水力特性检测系统,主要有总体方案设计、试验流程设计、机械结构设计、电气和液压控制系统设计以及计算机数据采集和控制系统设计等几个部分。系统能够实现螺杆泵定子和转子的机械化拆装,出口压力可以远程调节,试验数据的采集和处理通过计算机实现。经过调试,系统已经具备了试验功能。根据SY/T5549标准对螺杆泵试验系统的规定,以N32机械油作为试验介质,模拟螺杆泵在举升过程中的实际工况,通过检测螺杆泵出口压力与排量、转子转速、转子扭矩得出螺杆泵的水力特性曲线,从而反映螺杆泵产品质量,作为螺杆泵生产者和使用者判定螺杆泵质量的依据。此外,使用本系统完成了螺杆泵举升性能与转子转速,介质温度关系的试验研究,还专题研究了螺杆泵抽油杆柱轴向力与转子转速和试验介质温度关系。应用螺杆泵水力特性检测系统对螺杆泵进行检测,能够出具准确的试验数据和检验结果,可以有效地避免不合格产品下井,提高一次投产成功率,提高螺杆泵技术的整体应用水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的意义及研究内容
• 1.1.1 螺杆泵在油田中的应用
• 1.1.2 本课题研究的意义
• 1.1.3 本课题研究的对象及内容
• 1.2 目前国内外研究现况及发展趋势
• 第二章 螺杆泵水力特性检测系统功能
• 2.1 检测理论基础
• 2.1.1 检测的基本方法
• 2.1.2 数据采集系统结构
• 2.1.3 异步串行通讯基础
• 2.1.4 检测系统的抗干扰技术
• 2.2 螺杆泵水力特性检测系统功能
• 2.3 检测系统检测范围及主要技术指标
• 2.3.1 系统检测范围
• 2.3.2 系统自动化程度
• 2.3.3 系统主要技术指标
• 第三章 螺杆泵水力特性检测系统设计
• 3.1 工艺流程设计
• 3.1.1 管线强度、通径
• 3.1.2 油箱容积
• 3.1.3 流量的计量
• 3.2 机械传动部分设计
• 3.2.1 电机、变频调速器
• 3.2.2 变速器、减速器
• 3.2.3 转矩转速传感器
• 3.2.4 弹性联轴器
• 3.2.5 动密封的设计
• 3.2.6 转子连接
• 3.2.7 夹紧装置
• 3.2.8 支承辊
• 3.2.9 机械手
• 3.2.10 液压钳
• 3.2.11 行走小车
• 3.2.12 行走小车导轨、驱动齿条
• 3.2.13 底座
• 3.3 液压系统设计
• 3.4 轴向力检测机构设计
• 3.5 电气控制系统设计
• 3.5.1 电气控制系统的功能要求
• 3.5.2 电气控制系统总体方案
• 3.5.3 主电机调速控制系统
• 3.5.4 转矩与转速检测系统
• 3.5.5 入口压力检测系统
• 3.5.6 出口压力控制与检测系统
• 3.5.7 流量检测系统
• 3.5.8 轴向力检测系统
• 3.5.9 加热器及温度控制系统
• 3.5.10 试验流程切换电气控制
• 3.5.11 液压传动系统电气控制
• 3.6 系统调试与产品检验
• 3.6.1 系统调试
• 3.6.2 系统在产品检验方面的应用情况
• 第四章 螺杆泵水力特性检测系统的应用
• 4.1 螺杆泵抽油杆柱轴向力影响因素试验研究
• 4.1.1 螺杆泵抽油杆柱轴向力的计算公式
• 4.1.2 轴向力的测试曲线分析
• 4.2 螺杆泵转速试验研究
• 4.3 螺杆泵试验介质温度试验研究
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要