国内单螺杆泵用定子材料丁晴橡胶分析.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划国内单螺杆泵用定子材料丁晴橡胶分析　　热采工艺中螺杆泵定子橡胶的研究与应用　　摘要：随着各大油田对稠油开发日益受到重视，螺杆泵热采工艺已成为各油田针对稠油开采的一个重要的研究方向稠油井以蒸汽吞吐开采为主，注气后井温较高，为200摄氏度以上，而普通螺杆泵耐温仅为90摄氏度，致使注气后不能直接下泵生产，螺杆泵应用受到很大局限近年来我国在高温螺杆泵研制方面获得突破性进展，通过在多个油田现场应用，性能基本达到设计及生产要求　　关键词：稠油高温螺杆泵橡胶　　由于螺杆泵是一种用于传送多种化学物质及不同物态液体的举升设备，因此要求定子橡胶具有良好的物理化学性能，主要技术参数包括：抗拉强度好、弹性好、硬度高、耐高温、化学抗腐蚀能力强、溶胀性能及粘接性能好等下面从高温橡胶研制、螺杆泵型面设计及压胶工艺、定转子配合间隙、室内检测、现场应用等方面对高温螺杆泵的研制进行探讨　　一、高温橡胶的研制　　螺杆泵在稠油热采中的主要部件是橡胶衬套，因此高温螺杆泵的研制其核心就是高温橡胶的研制，稠油热采对橡胶的耐温要求至少在150℃以上，普通的丁腈橡胶在90℃以下物理机械性能稳定，是螺杆泵理想的衬套材料，超过120℃普通的丁腈橡胶物理机械性能急速下降，在3#标准油120℃条件下其拉伸强度几乎没有，扯断伸长率为零，说明其完全老化。

氟橡胶是既耐油又耐高温的橡胶材料，在250℃条件下其拉伸强度、扯断伸长率没有明显变化，耐磨性能很好但由于其内聚力较大，门尼粘度较高，在制造螺杆泵橡胶衬套时必须经过其他配合剂的改性，降低门尼粘度同时氟橡胶耐高温水蒸气的性能不佳，我们经过反复试验性能有所改进，但没有达到最佳状态　　在普通丁腈橡胶的基础上，经改性使之成为高饱和度的氢化丁腈橡胶既保持了普通丁腈橡胶优良的耐油及耐水蒸气性能，又使氢化丁腈橡胶的耐高温性能提高到150℃以上，在油类介质中更能耐至170℃以上，氢化丁腈橡胶还具有耐硫化氢的性能综合两种橡胶的性能，油井温度在170℃以下，氢化丁腈橡胶是高温螺杆泵理想的衬套材料，其物理机械性能与普通丁腈橡胶在90℃以下的性能相差无几，能适合高温油井长期开采的要求　　二、螺杆泵型面设计及压胶工艺　　氟橡胶、氢化丁腈橡胶、普通丁腈橡胶的门尼粘度各不一样，氟橡胶最高，氢化丁腈橡胶次之，普通丁腈橡胶门尼粘度最低为了顺利完成螺杆泵注胶，保证螺杆泵质量，我们做了几方面的研究工作　　1.调整设计参数，保证定子内腔型面的质量氟橡胶、氢化丁腈橡胶的收缩率与普通丁腈橡胶的收缩率不相同，因此在设计定子模具时适当调整参数，保证定子硫化定型后内腔截面形状达到设计要求。

　　2.加各种配合剂，既保证橡胶性能不受影响，又最大限度地降低橡胶门尼粘度，保证注胶顺利完成螺杆泵定子是细长型管子最长的达到7米左右，要保证橡胶充满内腔，又不致管子压弯或爆裂，降低橡胶的门尼粘度是必须解决的问题，我们作了大量的试验，添加了各种配合剂，既保证橡胶性能不受影响，又使橡胶的门尼粘度降到50以下，使注胶顺利进行　　3.注胶时给定子外壳加热，保证橡胶的工艺流动性　　4.采用特种橡胶粘结剂，保证在高温下定子橡胶与金属壁的剥离强度达到　　螺杆泵橡胶定子注模过程数值仿真分析作者：张彤吕晓仁等　　摘要：使用注射法生产的螺杆泵定子质量与效率比传统使用压注法所生产的有了很大的提高，但是无法定量的从理论上分析生产过程中各物理参数及测量橡胶流动过程的各种内部参数因此本文通过使用有限元软件对螺杆泵橡胶定子注模过程进行模拟，着重研究注模过程中不同流速与填充时间、注射压力、锁模力、最大剪切速率之间的关系并确定最佳工艺参数范围、提高定子质量结果表明：对于此模型填充速率在20-30时既可以保证生产效率也保证了产品质量，同时也对设备的要求达到最低　　关键词：螺杆泵橡胶定子；注射法；流动速率；有限元法　　引言　　螺杆泵采油技术现如今已经得到广泛应用。

螺杆泵主要是由金属转子和橡胶定子组成，其中橡胶定子衬套是螺杆泵系统的关键部件之一，其使用寿命直接影响到螺杆泵整体的使用寿命潜油螺杆泵的工作条件十分恶劣，如井下温度高、压力高、连续工作时间长并且有磨蚀性介质、受周期性挤压力等，为了适应井下严酷的工作条件螺杆泵定子所采用的橡胶材料为丁腈胶[1]丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得，采用低温乳液聚合法生产，其耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强，因此丁腈橡胶成为了制造螺杆泵定子衬套的首选材料　　螺杆泵橡胶定子的制造方法一般分为压注法和注射法[2]目前国内生产螺杆泵定子的企业一般采用压注法来生产，该方法的特点是对设备的要求低，一般为万能四柱液压机、加热设备及配套夹具即可以实现注射过程[3]；而注射法的特点是，胶料是边塑化边向模腔中注射，胶料塑化效果好，不必像使用压注法那样需要把胶料在热炼机中先热炼到一定程度再注入，可以对胶料塑化的温度高于压注法的温度，简化了生产工艺，并且由于注入压力大使制品致密度高从而提高了产品质量[4]由于生产设备与检测方法的限制，目前对生产过程中的各物理参数准确定量的控制十分困难，同时对所注的定子橡胶内部参数进行详细测量更加困难甚至无法进行。

因此本文通过使用软件仿真的方法来定量的分析注模过程中的各物理参数，其中包括：填充时间、模具温度、橡胶熔体温度、注入压力、锁模力及最大剪切速率等，通过综合分析模拟结果，使生产效率得到保障的同时进一步提高产品质量　　1有限元模型构建　　根据GLB200系列常规单头螺杆泵尺寸进行建模，为了节省计算机模拟时间适当简化模型，所以通过模拟对比选择定子外径108mm，偏心距6mm，导程200mm的模型其中图1为　　热采工艺中螺杆泵定子橡胶的研究与应用　　摘要：随着各大油田对稠油开发日益受到重视，螺杆泵热采工艺已成为各油田针对稠油开采的一个重要的研究方向稠油井以蒸汽吞吐开采为主，注气后井温较高，为200摄氏度以上，而普通螺杆泵耐温仅为90摄氏度，致使注气后不能直接下泵生产，螺杆泵应用受到很大局限近年来我国在高温螺杆泵研制方面获得突破性进展，通过在多个油田现场应用，性能基本达到设计及生产要求关键词：稠油高温螺杆泵橡胶　　由于螺杆泵是一种用于传送多种化学物质及不同物态液体的举升设备，因此要求定子橡胶具有良好的物理化学性能，主要技术参数包括：抗拉强度好、弹性好、硬度高、耐高温、化学抗腐蚀能力强、溶胀性能及粘接性能好等。

下面从高温橡胶研制、螺杆泵型面设计及压胶工艺、定转子配合间隙、室内检测、现场应用等方面对高温螺杆泵的研制进行探讨　　一、高温橡胶的研制　　螺杆泵在稠油热采中的主要部件是橡胶衬套，因此高温螺杆泵的研制其核心就是高温橡胶的研制，稠油热采对橡胶的耐温要求至少在150℃以上，普通的丁腈橡胶在90℃以下物理机械性能稳定，是螺杆泵理想的衬套材料，超过120℃普通的丁腈橡胶物理机械性能急速下降，在3#标准油120℃条件下其拉伸强度几乎没有，扯断伸长率为零，说明其完全老化氟橡胶是既耐油又耐高温的橡胶材料，在250℃条件下其拉伸强度、扯断伸长率没有明显变化，耐磨性能目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。