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螺杆泵在煤层气开采工艺中的设计

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:②螺杆泵的实际排量。螺杆泵在工作时,压头增加,排量就会下降,这种现象称为滑脱。螺杆泵单级最大工作压差不超过0.69MPa,所以,单级举升高度一般不超过70m,目前,普遍采用的螺杆泵单级工作压差设计为0.5MPa左右。所以,螺杆泵定、转子间的过盈量存在合理范围,必须根据定子橡胶物性,特别是橡胶的热胀、溶胀性能确定。

螺杆泵在煤层气开采工艺中的设计

螺杆泵的基本参数包括排量和压头,一个密封腔的横截面积在各个位置都相同,密封腔的横截面积为衬套内横截面积减去螺杆横截面积。螺杆每旋转一周,流体运动一个导程。

①螺杆泵的理论排量。

式中:q——螺杆泵的理论排量,m3/d;

   A——密封腔横截面积,m2

   v——密封腔沿轴向的运动速度,m/s;

   e——转子的偏心距,m;

   dr——转子的截圆直径,m;

   Ps——定子的导程,m;

   n——转子的转速,r/min。

②螺杆泵的实际排量。

螺杆泵在工作时,压头增加,排量就会下降,这种现象称为滑脱。滑脱漏失量与压力、泵级数、密封线数、流体黏度、螺杆和衬套间的配合方式有关。由于滑脱作用,螺杆泵的实际排量比理论排量小:

式中:ηv——螺杆泵容积效率,一般为70%左右。(www.xing528.com)

③螺杆泵定、转子间的过盈及泵级数确定。

螺杆泵单级最大工作压差不超过0.69MPa,所以,单级举升高度一般不超过70m,目前,普遍采用的螺杆泵单级工作压差设计为0.5MPa左右。单级工作压差除了与结构参数、工作参数及定子橡胶机械物性等有关外,主要是靠定、转子间的过盈来实现的。

机械加工和制造过程中,两个或两个以上零件的配合状态粗略可分为滑动配合、过渡配合和紧配合等等级,过盈配合属于紧配合中的一种,即相配对的轴径(键宽)要大于孔径(键槽),必须采用特殊工具挤压进去,或利用热胀冷缩的特性,将孔(键槽)加热,趁孔径扩大,迅速套到轴上,待冷却收缩后两个零件就紧紧配合成一体了。

过盈越大螺杆泵单级工作压差越大,转子摩擦扭矩也越大;过盈越小,单级工作压差越小,满足不了举升的需要。所以,螺杆泵定、转子间的过盈量存在合理范围,必须根据定子橡胶物性,特别是橡胶的热胀、溶胀性能确定。一般定、转子的初始过盈δ0需满足:

泵级数m则根据实际需要的举升高度ΔPmax及单级举升高度ΔPa来确定:

式中:ΔPmax——实际需要的举升高度,m;

   ΔPa——单级举升高度,m。

泵级数m决定了螺杆泵定子的长度Ls和转子的长度Lr

式中:Ls——定子的长度,m;

   Lr——转子的长度,m。

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