卧式双螺杆泵的高振动故障分析

双螺杆泵是海洋石油采油平台生产设施的关键设备,一旦出现故障停机就会直接影响油田生产系统的正常运行,本文主要分析海上油田采油平台卧式双螺杆泵在运行过程中高振动故障的原因,阐述影响高振动故障的关键因素,总结对双螺杆泵各零部件正确的装配,以及对零部件之间的关系和原理的深入了解,对双螺杆泵的高振动故障的排除和检修尤为重要.

某海上采油平台双螺杆泵转子线型优化设计改造实践

以某海上采油平台的双螺杆泵为例,阐述了其在实际应用中通过优化转子提升能效的研究成果。主要是通过对其转子结构进行研究,运用3D建模、仿真分析等综合研究提出了一种渐开线修形双螺杆泵设计方法,其具有新型高效、密封性能更优越的特点。通过实践验证该泵对转子升级后,输送性能释放出近30%的能力,在不改变流程管线、泵体外部尺寸的情况下以最优解完成了生产瓶颈流程节点的升级改造。

某中间站双螺杆泵的断轴问题分析

双螺杆泵是用于输送粘稠重质原油的常见流体机械,在设计工况范围内运行是比较安全可靠的。某中间站7台双螺杆泵已正常运行4-5年,因工艺调整,运行压力由2-3MPa提升至4.2MPa(低于额定压力5MPa)后,仅一年内多次发生泵轴断轴事件。通过对选取的泵轴进行力学校核、材质与机械性能检测分析、断口特征观察分析与研究,判定泵轴运行过程中受交变循环低扭转、弯曲应力或振动,在铸造时残留的微裂纹诱导下,泵轴键槽等应力集中处晶粒出现位错运动,不断发展成为初期表面裂纹,在连续长周期运行状态下,裂纹扩展进入失稳断裂阶段,发生疲劳脆性断裂。

双螺杆泵流场动力特性的数值模拟

提出一种新型高效、密封性能更优越的渐开线修形双螺杆泵,并基于有限容积方法与摆线型双螺杆泵进行对比,建立两种泵的数值仿真模型,分析其压力场、速度场等的基本规律及特性曲线,得出了双螺杆泵流道的容积效率。研究表明:流道压力随密封腔逐级增大,且同级压力由于泄漏作用呈减小趋势;流道螺槽内存在涡流现象,啮合区混合强烈,在转子与泵套壁面接触区域及啮合区存在负轴向速度,为主要泄漏区域;渐开线修形双螺杆泵容积效率相对较高,密封性能更优越。研究结果为螺杆泵开发以及性能预估提供了理论指导和依据。

双螺杆泵同步双圆弧齿轮传动热网络分析

综合传热学、摩擦学和齿轮啮合原理等,建立了双螺杆泵同步双圆弧齿轮箱热网络模型和热平衡方程组,确定了热源、热阻、对流换热系数等参数的计算模型,计算了该部件在润滑油润滑条件下的边界温度,为双圆弧齿轮传动热分析提供了理论基础。

同步式双螺杆泵转子的温度场及热变形分析

针对同步式双螺杆泵密封间隙设计值偏小或偏大而导致其在热变形中会产生相互接触甚至抱死或流体的泄漏量增加等问题,借助有限元分析方法,建立了同步式双螺杆泵螺杆的温度场及热变形分析的模型和边界条件,对螺杆在运转过程中的温度场和热变形进行了计算分析。结果表明,对于三维几何体的计算对象,采用有限元法求解温度分布、热变形等问题比较精确,更接近实际工况,为螺杆间隙的合理设计提供可靠的理论依据。

双螺杆泵型线分析及仿真研究

以国内外常用的双头对称长幅摆线型线和单头摆线组合型线2种双螺杆泵型线为研究对象，用Pro／E进行建模，用Matlab编程软件计算接触线长度，用Admas软件进行了仿真研究，得出上述2种型线双螺杆泵摩擦力与两端压差的关系曲线。分析研究得出如下结论：（1）双头螺杆的接触线长度比单头螺杆要长，因此实际应用中排量大的选双头螺杆较好，而输送压力较高的场合选单头螺杆较好；（2）圆弧修正的双螺杆泵型线避免了点接触，可延长双螺杆泵的寿命；（3）双螺杆泵可适用于中、小流量（10～1000m^3／h）和低、中、高压差（0～10MPa）以及不同含气体积分数（0～100％）的流体输送。

双螺杆泵型线的修正

针对现有双螺杆泵型线普遍情况,提出了一种圆弧修正的型线,避免了点接触,从根本上解决影响双螺杆泵寿命的型线结构问题。

双螺杆泵Ω形对称型螺杆流场数值分析

由于螺杆泵几何结构及流体流动状态较为复杂,其压力分布和速度等特性很难用数学解析法来分析计算。本文利用参数化设计模块建立双螺杆泵Ω形对称型螺杆三维模型,构建双螺杆流道的流场分析模型,运用有限元分析方法得出了双螺杆泵流道内压力场和速度场分布规律。结果表明:流体在流道中的流速分布具有规律性,整个流道的流场速度高低交替变化,在螺杆与衬套间隙处的流动为层流,螺旋面接触区内的流动为复杂的湍流,离螺杆啮合区近的螺旋槽内易发生涡流。本研究结果对于了解双螺杆泵螺杆工况下的性能情况具有重要的参考价值。

双螺杆泵型面加工、刀具设计及计算方法

介绍了双螺杆泵各类型面设计的计算机设计程序。该程序能进行车、铣、滚、磨所用刀具型线的计算 ,也可作型面运转模拟图形 ,以验证、分析啮合状态 ,为双螺杆泵的研究、生产提供了方便。程序扩展后也适用于其它螺杆机械。

双螺杆泵气液两相混输试验研究

介绍了用水和空气为介质在试验台上进行的双螺杆泵气液两相混输试验的目的、装置和步骤，经试验和处理得到了输水时各特性参数；混输时泵的吸入气液容积比K、混合物压头H混、液体流量Q液、轴功率N轴、有效功率N效、理论流量QT、容积效率ηV、总效率η；并绘制出双螺杆泵气液两相混输外特性曲线。分析各曲线可知，随着K的增加，总效率η增加，Q混不断增加；N轴和Q液不断下降，其结论是用双螺杆泵作为油气混输泵是可行的。

螺杆泵的应用及双螺杆泵的发展

文章概述厂螺杆泵的基本工作原理、应用范围、常见的结构类型及密封条件。文章认为，判别螺杆泵是否满足第二类密封件条件的孟氏定律具有局限性．并介绍了不满足益氏定律，却能达到严格密封的B－A－B齿形单头双螺杆泵。

新型人字齿轮传动装置在双螺杆泵中的应用

针对同步齿轮传动装置存在的不足,开发了双螺杆泵新型人字齿轮无齿轮套传动装置。该装置采用人字齿轮,取消了同步齿轮传动装置中的齿轮固定套,使电动机的传动扭矩直接由平键传给主动齿轮,再由主动齿轮带动从动齿轮实现同步旋转。该装置在传动过程中无轴向力产生,大大提高了双螺杆泵轴承的寿命,同时还可减少双螺杆泵配件数目,降低零部件的加工精度,消除原带齿轮套传动装置的从动轴不能与主动轴同步转动的种种弊病,使传动的同步性能更加可靠,双螺杆泵的工作效率更加稳定。这种新型装置现场应用效果很好,具有广阔的的推广应用前景。

井下电动潜油双螺杆泵采油系统的设计初探

井下电动潜油双螺杆泵采油系统是国外近年来新出现的一种机械采油系统。在简单介绍其总体结构的基础上,初步分析了系统自平衡式设计和非自平衡式设计2种设计方案,并对研制过程中的一些关键技术进行了阐述,包括:(1)单个泵级结构尺寸的设计计算;(2)设计制造中的间隙控制;(3)主要零部件的表面强化等。对井下电动潜油双螺杆泵采油系统的初步探讨,为我国自行开发这种新型机械采油系统奠定了一定的理论基础。

双螺杆泵转子型线啮合特性分析

提出了双螺杆泵转子型线的设计原则,得到了新型螺杆转子原始型线方程,利用包络原理推导得出共轭型线方程及共轭型线与原始型线的啮合对应关系。用新型线设计的双螺杆转子,啮合线封闭,接触线连续,能够形成密封的工作基元,因此新型线能够用于井下螺杆泵转子的造型设计。通过对转子啮合特性的分析,得到了螺杆转子螺旋齿面方程、瞬时空间接触线方程的求解方法,为下一步双螺杆泵的力学分析和间隙设计奠定了基础。

出口背压对双螺杆泵做透平的性能影响

基于螺杆泵在液力透平能量回收技术领域的广阔应用前景,针对最广泛使用的双螺杆泵A型线,结合动网格技术以及数值模拟的方法对特定螺杆造型参数下的双螺杆泵做透平进行了流体动力学多工况仿真.首先对建立的模型进行网格划分及无关性检查以确定最佳网格划分方案,然后对不同透平出口背压条件下的能量回收特性进行了对比分析,分析结果表明:螺杆进口面到出口面压力受啮合线影响而始终保持着阶梯形的压力分布,且相连通的密封腔保持相同的压力等级;齿间间隙与径向间隙泄漏是影响透平效率的主要因素,泄漏量、泄漏流速随出口背压升高而减小,从而导致效率也会随出口背压升高而有所增加;压差对螺杆所受扭矩以及轴向力具有非常明显且直接的影响,扭矩及轴向力随背压升高呈线性下降的变化趋势,同时主螺杆相比从螺杆要产生更大的扭矩以及承受更大的轴向力.

双螺杆泵的热网络分析

为防止螺杆转子啮合热态间隙不等于设计间隙,有必要对螺杆泵系统进行温度场和热分析研究,而准确地给出热边界条件是开展这一工作的基础。鉴于此,以同步式双螺杆泵为研究对象,用热网络法建立了该部件的热平衡方程组及热阻、功率损失、对流换热系数计算模型,计算了该部件在原油润滑条件下的边界温度,综合考虑了各工况参数对泵温升的影响。

同步式双螺杆泵螺杆瞬态动力学分析

螺杆是螺杆泵增压核心部件,其性能优劣对螺杆泵的整体性能具有决定性的影响。利用三维实体造型软件Pro/E建立准确实体模型,然后导入有限元分析软件ANSYS,建立了合理简化的螺杆瞬态分析模型,根据有限元思想将连续变化的压力承载面离散处理,利用ANSYSAPDL程序实现波动载荷的加载,从而实现转子瞬态动应力和响应特性的求解。

双螺杆泵型线的计算及二次车削

本文介绍双螺杆泵齿形、型线的计算及机械加工方法。通过分析双螺杆型线一次车削存在的型线成型不足的原因,提出了用二次车削的方法来解决双螺杆型线加工成型不足的问题,并详述双螺杆二次车削的方法。

电动机与双螺杆泵系统效率计算新方法

电动机和双螺杆泵的效率随着工况的变化而变化。为此,采用统筹电动机和双螺杆泵效率的计算方法,借助多相液体转矩理论,提出了计算电动机效率和双螺杆泵效率及其泵组效率的新方法,并对新方法进行了算法程序编制。运用新方法对实际油田运行参数进行计算,计算结果与实际测试结果的误差小于5%。为确保电动机有较高的效率,应使电动机的负载率在30%～100%之间。