螺杆泵内原油介质的流动特性及其含蜡量对定子磨损的影响

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随着地层压力的逐渐降低和油田的不断发展,原有的自喷采油法早已转入机械采油法,而在众多的机械采油法中,螺杆泵采油以其独特的优势获得了广泛的应用。螺杆泵采油系统的关键部件是定子橡胶和金属转子,其中的定子橡胶尤为重要,它的磨损直接制约着工作效率,它是决定螺杆泵使用寿命的主要因素。定子橡胶的类型有很多种,综合考虑到材料性能、性价比、油井井况等多种因素,目前国内市场上用于制作定子橡胶的材料多选用丁腈橡胶(NBR)和氟橡胶(FKM)。原油是由多种成分组成,制造商会要求客户提供当地油田的油样,根据油样化验的石油成分和含有腐蚀介质,来选择相应的定子橡胶材料的配方,以确保螺杆泵采油系统的使用寿命。一般情况下原油中都含有蜡,原油中不同石蜡的含量改变了原油的密度、粘度以及原油与定子橡胶间的润湿角等,所以必然会对螺杆泵定转子之间的摩擦产生影响。对此,论文将通过分析石油中不同蜡含量对定转子流动特性的影响,进而研究定子橡胶在不同条件下的摩擦磨损,从而为现实工况中定子橡胶的选材提供理论支持。本文采用往复式试验机对丁腈橡胶(NBR)和氟橡胶(FKM)在原油中蜡含量不同(0%、10%、30%、50%、100%)的条件下进行磨损试验,利用体式显微镜观察混炼胶磨损后的表面形貌,并分析比较磨损性能。为了更为全面的对定子橡胶选择提供试验数据,论文还进行了丁腈橡胶和氟橡胶在不同载荷下的摩擦磨损试验;为了更为真实的模拟现实工况,将定子橡胶浸泡3天后再进行摩擦磨损试验,并与没有浸泡的橡胶进行比较,分析比较摩擦磨损性能。
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