發(fā)布時(shí)間：2020-07-09 16:34

【摘要】：潛油螺桿泵采油技術(shù)是一種無(wú)桿采油新工藝,機(jī)械效率高,占地面積小,無(wú)桿管偏磨之虞,適宜于斜井、水平井、海上平臺(tái)采油作業(yè),在高含蠟、高粘度稠油和高含砂、高含烴鏈原油開(kāi)采作業(yè)中更是發(fā)揮獨(dú)特作用,堪稱(chēng)“綠色”石油開(kāi)采設(shè)備,目前在石油工程領(lǐng)域備受青睞。潛油螺桿泵采油系統(tǒng)具有服役壽命、井下機(jī)組下潛深度兩項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo),其軸承壽命是主要制約因素。本文旨在對(duì)潛油螺桿泵中原有單一軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計(jì),采用串聯(lián)推力球軸承組結(jié)構(gòu)代替原有軸承結(jié)構(gòu),以突破潛油螺桿泵徑向尺寸的限制,達(dá)到提高軸承系統(tǒng)總的軸向承載能力的目的。文中對(duì)潛油螺桿泵采油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工程原理、技術(shù)與工況特征進(jìn)行了系統(tǒng)分析,確定了軸向力的產(chǎn)生因素和系統(tǒng)工作過(guò)程中螺桿泵轉(zhuǎn)子反饋給連軸裝置(或減速裝置)的軸向作用力解析計(jì)算方法。在潛油螺桿泵中軸承結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了創(chuàng)新,采用串聯(lián)軸承組代替原有的單一軸承結(jié)構(gòu),通過(guò)串聯(lián)結(jié)構(gòu)“并聯(lián)”化,使軸承串組中的每個(gè)軸承均勻分擔(dān)螺桿泵轉(zhuǎn)子反饋的軸向載荷,以求提高軸承的總承載能力,打破油井徑向尺寸的限制。采用現(xiàn)代數(shù)值分析方法對(duì)不同串級(jí)推力球軸承的承載能力進(jìn)行仿真分析,旨在獲得推力球軸承的等效應(yīng)力、等效彈性應(yīng)變、總位移和最大承載能力數(shù)據(jù),驗(yàn)證串聯(lián)推力球軸承組結(jié)構(gòu)對(duì)軸向力的均載效果。由于在相同徑向尺寸下,內(nèi)套筒厚度和推力球軸承徑向尺寸具有反向制約關(guān)系,故采用現(xiàn)代計(jì)算手段尋求內(nèi)套筒厚度與推力球軸承徑向尺寸的最優(yōu)組合。論文取得的成果已經(jīng)在阜新馳宇石油機(jī)械有限公司生產(chǎn)的系列潛油螺桿泵采油系統(tǒng)中投入生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用,取得了非常好的效果。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TE933.3
【圖文】：

3圖 1.1 潛油螺桿泵采油系統(tǒng)Fig.1.1 Electrical submersible motor driven progressing cavity pumping system2.3 潛油螺桿泵采油技術(shù)的特征相比較于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外油田大量使用的柱塞式抽油系統(tǒng)、地面驅(qū)動(dòng)式螺桿泵采油統(tǒng)、電潛離心泵采油系統(tǒng)，ESPCP 系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：首先潛油螺桿泵采油系統(tǒng)和地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油系統(tǒng)都屬于螺桿泵采油系統(tǒng)，與塞式抽油系統(tǒng)、電潛離心泵采油系統(tǒng)比較，有以下特點(diǎn)[11-13]：（1）適用于粘度高、含砂量高以及聚合物成份比例比較大的石油開(kāi)采作業(yè)；

圖 2.1 推力球軸承Fig.2.1 Thrust ball bearing徑向尺寸、軸向載荷等相關(guān)參數(shù)，選取 2.2 所示。表 2.1 推力球軸承參數(shù)Tab.2.1 Parameters of thrust ball bearing寸/mm基本額定載荷/kN最小載荷系數(shù)極限 TaCaoC A 脂5 35 115 315 0.52 120

圖 2.1 推力球軸承Fig.2.1 Thrust ball bearing根據(jù)潛油螺桿泵中徑向尺寸、軸向載荷等相關(guān)參數(shù)，選取 51218 型推力球軸承。具體數(shù)據(jù)如表 2.1、圖 2.2 所示。表 2.1 推力球軸承參數(shù)Tab.2.1 Parameters of thrust ball bearing軸承代號(hào) 基本尺寸/mm基本額定載荷/kN最小載荷系數(shù)極限轉(zhuǎn)速/r·min-1質(zhì)量/kg51000 型 d D TaCaoC A 脂 油 W51218 90 135 35 115 315 0.52 1200 1800 1.65

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