1定子失效形式
螺桿泵定子要長(zhǎng)期承受轉(zhuǎn)子和流體對(duì)它的擠壓、定子和轉(zhuǎn)子之間的高速滑動(dòng)摩擦,、轉(zhuǎn)子繞定子軸線行星回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力對(duì)定子內(nèi)襯的沖擊,；要承受摩擦和沖擊產(chǎn)生的熱能在定子內(nèi)襯處產(chǎn)生的高溫；要承受油井中砂粒對(duì)它的磨損,。另外,，原油中含有相當(dāng)數(shù)量的芳香族、HzS和CO2氣體,。芳香族化合物使定子膨脹,，HzS和CO2氣體會(huì)使定子橡膠脆化、硬化,，導(dǎo)致定子失效,。根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，井下螺桿泵定子的失效形式主要可歸納為磨損,、燒泵,、定子撕裂、脫膠等形式,。其中,，磨損為井下螺桿泵定子最主要的失效形式。
2定子失效原因分析
2. 1磨損
在生產(chǎn)液中含砂的情況下,，轉(zhuǎn)子和定子過盈配合形成的密封線被磨損,，泵容積效率下降，漏失量增加。
造成螺桿泵定子磨損的原因主要有定轉(zhuǎn)子之間摩擦產(chǎn)生的磨損和采出液中磨粒對(duì)定子的磨損,。
螺桿泵在工作過程中,，定轉(zhuǎn)子之間需要一定的過盈配合，這種過盈使定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生擠壓摩擦,，隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng),，定子逐漸被磨損，這種磨損與螺桿泵的幾何尺寸,、壓差和工作轉(zhuǎn)速有關(guān),。
定轉(zhuǎn)子之間的過盈量除了設(shè)計(jì)的初始過盈量以外，還有定子橡膠的溶脹和溫脹作用引起的附加過盈,。橡膠溶脹是 由于橡膠和采出液或化學(xué)處理劑不相容引起的,，在高A PI重度的原油或不相容的化學(xué)處理劑中含有大量的芳香族化合物(包括苯以及與苯化學(xué)性能相似的化合物)，這些芳香族化合物的存在會(huì)引起橡膠溶脹,。溶脹使定轉(zhuǎn)子之間的過盈量增加,，使生產(chǎn)扭矩變大?；瘜W(xué)溶脹是 長(zhǎng)久的,、不可逆的。橡膠的溫脹是 由于溫度升高引起橡膠膨脹,，這種膨脹同樣也會(huì)使定轉(zhuǎn)子之間的過盈量增加,，使生產(chǎn)扭矩變大，但是 溫脹可以預(yù)測(cè)且不是 長(zhǎng)久性的,，一旦溫度降低,，橡膠的溫脹也會(huì)降低。
采出液中含砂也會(huì)對(duì)定子產(chǎn)生磨損,，這種磨損 主要與砂粒大小,、泵的轉(zhuǎn)速和級(jí)數(shù)、砂粒的含量,、砂 粒的硬度及砂粒通過泵的速度有關(guān),。對(duì)于給定 幾何尺寸、壓差和工作轉(zhuǎn)速的泵,，采出液中砂粒的 含量太高加重定子的磨損,。具有大的轉(zhuǎn)子掃掠角的螺桿泵，有利于磨損時(shí)砂粒留在密封腔內(nèi),。單 級(jí)密封腔的承壓過高會(huì)增加橡膠的磨損,。泵的轉(zhuǎn) 速影響著砂粒通過泵的速度，轉(zhuǎn)速太高將加快泵的磨損,。
2. 2燒泵
保溫螺桿泵定子橡膠被高溫?zé)龤コ休d能力即為燒泵,。造成燒泵的主要原因是 泵的沉沒度太低，螺桿泵井的泵效與供液能力有直接關(guān)系，沉沒度過低,，泵效下降，甚至導(dǎo)致泵干抽,。這時(shí)進(jìn)入泵內(nèi)的采出液減少,，定轉(zhuǎn)子之間得不到很好的潤(rùn)滑，產(chǎn)生大量的熱,，而少量的采出液又無法及時(shí)地將熱量帶走,，使泵內(nèi)產(chǎn)生高溫，將定子橡膠燒毀,。另外,，泵的入口處自由氣的含量過高也會(huì)導(dǎo)致定子橡膠和轉(zhuǎn)子直接接觸，產(chǎn)生高溫,，在泵效較低時(shí),，摩擦生熱散發(fā)不出去導(dǎo)致溫升較快，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)燒泵,。
2. 3定子撕裂
定子橡膠局部發(fā)生撕裂,，定子的形狀受到破壞，使泵過早失效,。造成井下螺桿泵定子撕裂的原因主要有橡膠的滯后作用,、氣浸和橡膠分層。
滯后現(xiàn)象作為橡膠的一種特性,，它通常發(fā)生在定子的小直徑處(橡膠較厚的部分,，)是 橡膠超壓造成的。螺桿泵在正常工作時(shí),，由于橡膠的柔性,，在最小直徑處產(chǎn)生的熱被流過螺桿泵的采出液消耗掉了。但是 當(dāng)螺桿泵由于超壓或超載工作而產(chǎn)生大量的熱時(shí),，通過泵的采出液不能將在定子最小直徑區(qū)域產(chǎn)生的熱量消耗,，這使橡膠的強(qiáng)度降低，并最終被撕裂,。
氣浸是 由特定氣體組分和特殊橡膠的滲透率一起引起的,，在合適的環(huán)境下(例如，合適的溫度和壓力),，氣體能夠滲透到橡膠的基體里面,。當(dāng)壓力下降時(shí)(例如，停泵或起泵時(shí)),，橡膠內(nèi)的氣體膨脹引起橡膠膨脹,，氣浸通常會(huì)導(dǎo)致在橡膠中形成氣泡。在迅速降壓時(shí)，以氣泡形式存在于橡膠基體中的氣體膨脹會(huì)把橡膠撕裂,。
瀝青保溫螺桿泵注膠過程中,，由于套筒或者模芯橫截面溫度變化，溫度低的地方使橡膠局部長(zhǎng)久變冷,，熱的橡膠從它上面流過去形成層,。這些層在橡膠內(nèi)部產(chǎn)生弱化面，為氣體滲入橡膠中聚集形成通道,。在壓力下降時(shí),，進(jìn)入這些弱化面的氣體產(chǎn)生膨脹從而把這些弱化面撕開。從外觀上看,，這些層面很光滑,，不像粗糙的撕裂面。
2. 4脫膠
粘合劑和套筒之間失效或者粘合劑與橡膠之間失效將引起膠結(jié)失效,。膠結(jié)失效多數(shù)是 因?yàn)樽⒛z過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)缺陷,，但是 也有例子證明，橡膠的損壞也會(huì)影響膠結(jié),。脫膠可能在2個(gè)界面上發(fā)生,，第1個(gè)是 發(fā)生在粘合劑和橡膠之間的界面上，第2個(gè)界面是 粘合劑和套筒之間的界面,。
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