鄧志堅

摘 要：本論文闡述了潛油離心泵試驗臺夾緊裝置的設(shè)計過程，設(shè)計主要用于潛油離心泵性能檢測的實驗設(shè)備，實現(xiàn)對潛油離心泵的固定和支撐的作用。主要包括試驗臺總體方案設(shè)計、夾緊裝置及可調(diào)支撐的結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)的設(shè)計計算。保證試驗臺上的潛油離心泵不移動、不變形、不震動、安全、省力和方便。

關(guān)鍵詞：機械；夾緊裝置；V型塊；可調(diào)支撐

一、概述

（一）國內(nèi)外采油概況

國內(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程范圍大、生產(chǎn)壓差大、適應(yīng)性強、地面工藝流程簡單、機組工作壽命長、管理方便、經(jīng)濟效益顯著等特點。隨著油田開采時間的延長和含水率的不斷上升，利用潛油離心泵來保持或提高油井產(chǎn)量已成為一種發(fā)展趨勢。

（二）潛油離心泵采油系統(tǒng)概述

1、潛油離心泵概述。我國自1981年引進潛油離心泵技術(shù)以來至今已有近20年的歷史，近20年來，潛油離心泵作為重要的機械采油設(shè)備在油田得到了廣泛應(yīng)用。目前，我國有許多油田已經(jīng)進入中、后期開采階段，需要進行注水強采。電潛泵是一種較好的注水強采抽油設(shè)備，所以應(yīng)用前景相當(dāng)可觀。

2、潛油離心泵的優(yōu)點和缺點。優(yōu)點：（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）操作簡單，管理方便。（4）能夠較好地運用于斜井、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試裝置，方便進行測量讀數(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)電源頻率來實現(xiàn)。（8）免修期較長，油井生產(chǎn)時效相對比較高。缺點：（1）潛油離心泵下入深度受電機額定功率的限制，套管尺寸和井底高溫時潛油離心泵的下入深度受到限制。大型高功率設(shè)備沒有足夠的環(huán)形突然空間冷卻電機，會縮短電機的使用壽命。（2）費用較高。（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行修理，導(dǎo)致作業(yè)費用增加和停產(chǎn)時間過長。（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損害。高氣油比會使升舉故障降低，而且會因氣鎖使泵發(fā)生故障。（5）動力源僅適應(yīng)采用電源。

二、總體方案設(shè)計

（一）試驗臺總體技術(shù)參數(shù)

潛油離心泵試驗臺是用于潛油離心泵性能檢測的實驗設(shè)備，實現(xiàn)對潛油離心泵揚程、流量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、泵效等性能參數(shù)的測試。本試驗臺可以檢測的潛油離心泵的主要技術(shù)參數(shù)如下：

驅(qū)動功率： 37kW

最大扭矩： 200Nm

最高轉(zhuǎn)速： 3000r/min

泵的最大揚程： 1500m

（二）試驗臺總體方案及系統(tǒng)組成

本實驗系統(tǒng)主要包括試驗臺、測控系統(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。由于實驗的電潛泵型號不同，同時為保護泵體連接螺紋，其出、入口不可直接與設(shè)備相連接，需通過連接組件和高、低壓軟管組件與動密封裝置和流程系統(tǒng)相連接。

三、夾緊裝置的設(shè)計

（一）夾緊裝置的總體的設(shè)計要求

1、在潛油離心電泵進行試驗時，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。

2、在安裝潛油離心泵的時候，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

確定夾緊裝置的類型。要達到夾持泵體的目的，由于泵體是圓柱形，則對泵體以外圓柱面固定有如下兩種方法：（1）圓孔套：圓孔套由兩個相對稱的少半圓組成，兩者之間通過兩個螺栓連接起來，并且通過調(diào)節(jié)螺栓來夾持不同大小的潛油離心泵泵體。（2）V型塊：有兩個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，對中性好，在生產(chǎn)中應(yīng)用比較常見，且結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。

四、可調(diào)支撐的設(shè)計

（一）可調(diào)支撐的設(shè)計要求

在本實驗臺中支撐件是用來配合夾緊裝置使用的。在夾緊裝置夾持泵體之前，見泵體先置于支撐件上。在通過支撐件的高度調(diào)節(jié)，使泵體達到一定的高度，再由夾緊裝置對泵體進行裝夾。所以對支撐件的要求為：

（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，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：

[1]宮偉.潛油電動螺桿泵應(yīng)用技術(shù)研究[D].西南石油學(xué)院，2004（5）；1-52.

[2]張鵬飛，巴鵬.潛油離心泵性能測試系統(tǒng)的設(shè)計[J].沈陽理工大學(xué)學(xué)報.2008，（4）：53-57.