淺談雙螺桿泵在油田地區(qū)的應(yīng)用

趙鈺婷 高英晗

摘要：螺桿泵又叫漸進(jìn)式容積泵，由定子和轉(zhuǎn)子組成，兩者的螺旋狀過盈配合形成連續(xù)密封的腔體，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)對介質(zhì)的傳輸。它具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、流量均勻、擾動小、攜帶能力強(qiáng)、不會形成乳化液等優(yōu)點(diǎn)。本文主要對螺桿泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理方面進(jìn)行介紹，分析螺桿泵在集輸系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：螺桿泵;油田;應(yīng)用

一、雙螺桿泵工作原理

雙螺桿泵是利用螺桿的回轉(zhuǎn)來吸排液體的。中間螺桿為主動螺桿，由原動機(jī)帶動回轉(zhuǎn)，兩邊的螺桿為從動螺桿，隨主動螺桿作反向旋轉(zhuǎn)。主、從動螺桿的螺紋均為雙頭螺紋。由于各螺桿的相互嚙合以及螺桿與襯筒內(nèi)壁的緊密配合，在泵的吸入口和排出口之間，就會被分隔成一個或多個密封空間。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動和嚙合，這些密封空間在泵的吸入端不斷形成，將吸入室中的液體封入其中，并自吸入室沿螺桿軸向連續(xù)地推移至排出端，將封閉在各空間中的液體不斷排出，猶如螺母在螺紋回轉(zhuǎn)時被不斷向前推進(jìn)的情形那樣，這就是螺桿泵的基本工作原理。

雙螺桿泵是由主從動軸上相互嚙合的螺旋套和泵體或襯套間形成一個容積恒定的密封腔室，介質(zhì)隨螺桿軸的轉(zhuǎn)動分別被送到泵體中間，兩者匯合在一起，最終送達(dá)泵的出口，從而實(shí)現(xiàn)泵輸送的目的。

雙螺桿泵可分為內(nèi)置軸承和外置軸承兩種形式。在內(nèi)置軸承的結(jié)構(gòu)型式中軸承由輸送物進(jìn)行潤滑。外置軸承結(jié)構(gòu)的雙螺桿泵工作腔同軸承是分開的。由于這種泵的結(jié)構(gòu)和螺桿間存在的側(cè)間隙，它可以輸送非潤滑性介質(zhì)。此外，調(diào)整同步齒輪使得螺桿不接觸，同時將輸出扭矩的一半傳給從動螺桿。正如所有螺桿泵一樣，外置軸承式雙螺桿泵也有自吸能力，而且多數(shù)泵輸送元件本身都是雙吸對稱布置，可消除軸向力，也有很大的吸高。

二、雙螺桿泵的特點(diǎn)

雙螺桿泵是外嚙合的螺桿泵，它利用相互嚙合，互不接觸的兩根螺桿來抽送液體。雙螺桿泵作為一種容積式泵，泵內(nèi)吸入室應(yīng)與排出室嚴(yán)密地隔開。因此，泵體與螺桿外圓表面及螺桿與螺桿間隙應(yīng)盡可能小些。同時螺桿與泵體、螺桿與螺桿間又相互形成密封腔，保證密閉，否則就可能有液體從間隙中倒流回去。

雙螺桿泵結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，壽命長，流量均勻，自吸能力強(qiáng)，容積效率高，無困油現(xiàn)象，無攪拌、無脈動、平穩(wěn)的輸送各種介質(zhì)，由于泵體結(jié)構(gòu)保證泵的工作元件內(nèi)始終存有泵送液體作為密封液體，所有的泵有很強(qiáng)的自吸能力，且能汽液混輸。采用獨(dú)立潤滑的外置軸承，允許輸送各種非潤滑性介質(zhì)。臥式、立式、帶加熱套等各種結(jié)構(gòu)型式齊全，可以輸送各種清潔的不含固體顆粒的低粘度或高粘度介質(zhì)。

三、雙螺桿泵的優(yōu)點(diǎn)

1、輸送液體平穩(wěn)、流量均勻連續(xù)、無脈動、無攪拌、振動小、噪音低。

2、運(yùn)送液體的種類和粘度范圍寬廣，吸入性能好，有很強(qiáng)的自吸能力。

3、外置軸承結(jié)構(gòu)，采用獨(dú)立潤滑，可以輸送各種非潤滑性介質(zhì)。

4、采用同步齒輪驅(qū)動，二轉(zhuǎn)子之間不接觸，即使短時間空轉(zhuǎn)也無妨。

5、泵體帶有加熱套，可以輸送各種清潔或含有固體小顆粒的低粘度或高粘度介質(zhì)（一般顆粒直徑小于0.12-0.2mm），與其它回轉(zhuǎn)泵相比，對進(jìn)入的氣體和污物不太敏感。

6、正確的選用材料，甚至可以輸送很多有腐蝕性的介質(zhì)。

7、雙吸式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子上沒有軸向力，泵內(nèi)的回轉(zhuǎn)部件慣性力較低，故可使用很高的轉(zhuǎn)速。

8、軸端采用機(jī)械密封或波紋管機(jī)械密封，結(jié)構(gòu)堅實(shí)，安裝保養(yǎng)容易，具有壽命長、泄漏少、適用范圍廣的特點(diǎn)。

這些優(yōu)點(diǎn)也使得雙螺桿泵具有潛在的使用發(fā)展前景。

四、雙螺桿泵的用途

由雙螺桿泵的原理知道，對于外置軸承的雙螺桿泵，通過軸承定位，兩根螺桿在襯套中互不接觸，齒側(cè)之間保持恒定的間隙（其間隙值由工況及泵本身規(guī)格決定），螺桿外圓與襯套內(nèi)圓面也保持恒定的間隙不變。兩根螺桿的傳動由同步齒輪完成。齒輪箱中有獨(dú)立的潤滑，與泵工作腔隔開。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)大大拓寬了雙螺桿泵的使用范圍，即：除了輸送潤滑性良好的介質(zhì)外，還可輸送大量的非潤滑性介質(zhì)，各種粘度的介質(zhì)以及具有腐蝕性（酸、堿等性質(zhì)），磨蝕性的液體。

雙螺桿泵屬于非密封型容積泵，因此除了輸送純液體外，還可輸送氣體和液體的混合物，即汽液混輸，這也是雙螺桿泵非常獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)之一。

雙螺桿泵由于結(jié)構(gòu)的獨(dú)特設(shè)計，可以自吸而無須專門的自吸裝置，而且由于軸向輸送軸流速度較小而具備很強(qiáng)的吸上能力。

另外雙螺桿泵在輸送過程中無剪切，無乳化作用，因此不會破壞分子鏈結(jié)構(gòu)和工況流程中所形成的特定的流體性質(zhì)，并且由于傳動依靠同步齒輪，泵運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低，振動小，工作平穩(wěn)。

五、雙螺桿泵在油田的發(fā)展趨勢

在輸送原油方面，以往我國輸送原油主要采用離心式輸油泵，泵型單一，泵效不高，對輸送介質(zhì)的適應(yīng)性差，產(chǎn)品可靠性也不理想。而國外輸油泵除離心式輸油泵外，則大力發(fā)展和采用多螺桿泵。由于螺桿泵體積小，質(zhì)量輕，可靠性高，特別適合于高溫、高粘度、含固相原油的輸送及原油、水、天然氣多相流體輸送，尤其是多螺桿泵。

螺桿泵在原油輸送中具有許多其它類型輸油泵無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在國外已得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)然，不同類型的螺桿泵在原油輸送方面也存在著不可避免的缺陷，這就要求視具體情況揚(yáng)長避短，選擇不容類型的螺桿泵。

雙螺桿混輸泵式從輸送液體的普通雙螺桿泵經(jīng)過特殊設(shè)計發(fā)展出來的一種油氣水混輸泵，設(shè)計原理與普通雙螺桿泵沒有本質(zhì)的區(qū)別，但其在設(shè)計中巧妙的利用了普通雙螺桿泵中存在的螺桿間隙和氣體的可壓縮性，借助于結(jié)構(gòu)上的特殊設(shè)計保證泵內(nèi)間隙的液態(tài)密封，真正實(shí)現(xiàn)了油氣水多相混輸。且螺桿泵揚(yáng)程高、效率高、噪聲低，適用于在高壓下輸送粘稠性液體。

作者單位：西北油田分公司采油三廠