㈠ 泵和液壓閥是什麼材料
泵的材料:鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、碳素結構鋼等等。
液壓閥的材料:灰鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、低溫碳鋼、奧氏體不銹鋼等等。
泵用的材質
一、 鑄鐵
1、灰口鑄鐵
2、球墨鑄鐵
二、鑄鋼
三、不銹鋼
四、碳素結構鋼
五、合金鋼
六、非金屬材料
泵用非金屬材料主要用於密封,如聚四氟乙烯、氟橡膠、丁腈橡膠等。
液壓閥閥體常用的材質
1.灰鑄鐵 灰鑄鐵閥以其價格低廉、適用范圍廣而應用在工業的各個領域。它們通常用在水、蒸汽、油和氣體為介質的情況下,並廣泛地應用於化工、印染、油化、紡織和許多其它對鐵污染影響少或沒有影響到的工業產品上。 適用於工作溫度在–15~200℃之間,公稱壓力PN≤1.6MPa的低壓液壓閥閥體。
2.黑心可鍛鑄鐵 適用於工作溫度在–15~300℃之間,公稱壓力PN≤2.5MPa的中低壓液壓閥閥體。適用介質為水、海水、煤氣、氨等。
3.球墨鑄鐵 球墨鑄鐵是鑄鐵的一種,這種鑄鐵,團狀或球狀石墨取代了灰鑄鐵中的片狀石墨。這種金屬內部結構的改變使它的機械性能比普通的灰鑄鐵要好,而且不損傷其它性能。所以,用球墨鑄鐵製造的液壓閥閥體比那些用灰鑄鐵製造的液壓閥閥體使用壓力更高。適用於工作溫度在–30~350℃之間,公稱壓力PN≤4.0MPa的中低壓液壓閥閥體。 適用介質為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等。
4.碳素鋼(WCA、WCB、WCC)起初發展鑄鋼是為適應那些超出鑄鐵閥和青銅閥能力的生產需要。但由於碳鋼閥總的使用性能好,並對由熱膨脹、沖擊載荷和管線變形而產生應力的抵抗強度大,就使它的使用范圍擴大,通常包括了用鑄鐵閥和青銅液壓閥閥體的工況條件。
5.低溫碳鋼(LCB)低溫碳鋼和低鎳合金鋼可以用於低於零度的溫度范圍,但不能擴大使用到深冷區域。用這些材料製造的液壓閥閥體適用於以下介質,如海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。 適用於工作溫度在–46~345℃之間的低溫液壓閥閥體。
6.低合金鋼(WC6、WC9)低合金鋼(如碳鉬鋼和鉻鉬鋼)製造的液壓閥閥體可以適用許多種工作介質,包括飽和和過熱蒸汽、冷的和熱的油、天然氣和空氣。碳鋼閥的工作溫度可以用到500℃,低合金鋼閥可用到600℃以上。在高溫下,低合金鋼的機械性能比碳鋼要高。
7.奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼大約含18%的鉻和8%的鎳。
8.蒙乃爾合金『蒙乃爾』是一種具有很好耐蝕性的高鎳—銅合金。這種材料經常被用在輸送鹼、鹽溶液、食品和許多無氣酸的液壓閥閥體上,特別是硫酸和氫氟酸。『蒙乃爾』合金非常適合於蒸汽、海水和海洋環境。主要適用於含氟氯酸介質的液壓閥閥體中。
9.哈氏合金 主要適用於稀硫酸等的強腐蝕性介質的液壓閥閥體中。
㈡ 泵如何選重量
選擇泵的重量時,需考慮泵的類型、材料、尺寸以及應用場景。泵的重量選擇並非一個獨立的步驟,而是基於泵的整體設計和使用需求來確定的。
在選擇泵的重量時,首先要考慮的是泵的類型。不同類型的泵,如離心泵、齒輪泵、螺桿泵等,由於其結構和工作原理的不同,重量也會有所差異。例如,離心泵通常較重,因為它們需要堅固的外殼和轉子來承受高速旋轉產生的力量。
其次,泵的材料對重量也有顯著影響。泵可能由鑄鐵、不銹鋼、鋁合金或塑料等不同材料製成。鑄鐵泵通常較重,但耐磨性好;不銹鋼泵重量適中,但耐腐蝕性強;鋁合金泵則相對較輕,便於攜帶和安裝;塑料泵最輕,但可能不適用於所有應用場景。
再者,泵的尺寸也是決定重量的重要因素。大型泵自然比小型泵更重,因為它們需要更多的材料和更大的結構來支持其運行。在選擇泵時,必須根據實際應用場景的需求來確定所需的流量和壓力,從而選擇適當的泵尺寸。
最後,應用場景對泵的重量選擇也有一定影響。例如,在需要頻繁移動或安裝空間有限的情況下,選擇較輕的泵可能更為合適。而在固定安裝、對重量不敏感的應用場景中,則可以選擇較重但性能更穩定的泵。
綜上所述,選擇泵的重量是一個綜合考慮多個因素的過程。需要根據泵的類型、材料、尺寸以及應用場景來綜合判斷,以確保所選的泵既滿足性能要求,又符合實際應用場景的需求。
㈢ 如何選擇螺桿泵
1930年,Moinean發明,並在美國獲得第一個螺桿泵採油專利,31-32年在法國製造。我國1986年一如並開始研究地面驅動螺桿泵。在我國的一些油田中稠油開採的相當突出的問題,稠油中含有出砂,含氣現象,使油井工作條件及為復雜。在開采高粘含砂含氣的原油時,螺桿泵具有獨特的優勢。它是一種容積式泵,運動件(只有螺桿),沒有閥和復雜的流道。油流擾動少,使水力損失大大降低。由於螺桿在橡皮襯套表面的運動帶有滾動和滑動的性質,使砂粒不易沉積。由於襯套和螺桿間的容積均勻變化而產生的抽汲和推擠作用,使油氣混輸的效果較好。突出優點:尺寸小,質量輕,製造容易,維修方便,運動部件少,排量均勻。
一、 系統組成及泵的工作原理
1. 系統組成
地面——
地下——螺桿泵
中間——中間油管或中間電纜
工作過程;由地面動力帶動抽油桿柱-泵轉子轉動-井液由泵下部吸入-上端排出-從油管流出井口-地面管線至計量間。
2. 螺桿泵的結構與工作原理
(1) 螺桿泵的結構
由定子和轉子組成的。轉子是通過精加工、表面鍍鉻的高強度螺桿;定子就是泵筒,是由一種堅固、耐油、抗腐蝕的合成橡膠精磨成型,然後被永久地粘接在鋼殼體內而成。除單螺桿泵外,螺桿泵還有多螺桿泵(雙螺桿、三螺桿及五螺桿泵等),主要用於輸送油品。
(2) 螺桿泵的工作原理
螺桿泵是靠空腔排油,即轉子與定子間形成的一個個互不連通的封閉腔室,當轉子轉動時,封閉空腔沿軸線方向由吸入端向排出端方向運移。封閉腔在排出端消失,空腔內的原油也就隨之由吸入端均勻地擠到排出端。同時,又在吸入端重新形成新的低壓空腔將原油吸入。這樣,封閉空腔不斷地形成、運移和消失,原油便不斷地充滿、擠壓和排出,從而把井中的原油不斷地吸入,通過油管舉升到井口。
3.缺點
二、 螺桿泵基本參數的確定
1. 泵的理論排量
螺桿任一斷面都是半徑為r的圓,整個螺桿的形狀可看成是由很多半徑為r的極薄圓盤組成,這些圓盤的中心O1是以偏心距e繞螺桿本身的軸線O2-Z一邊旋轉一邊按一定的螺距t向前移動。即圓盤圓心O1的軌跡是螺距為t、 偏心距為e的螺旋線。
襯套的材料是橡膠,它的斷面是由兩個半徑為r(等於螺桿斷面半徑)的半圓和兩個長度為4e的直線段組成的長圓形,如圖11-21所示。襯套的雙線內螺旋面就是由上述斷面繞襯套的軸線OZ旋轉的同時,按一定的導程T=2t向前移動所形成的。橡皮襯套易磨損,下部徑向上止推軸承損壞,偏心聯接軸不夠可靠,周期短。
螺桿在襯套中的位置不同時,它們之間的接觸點也就不同。當螺桿斷面在襯套長圓形斷面的兩端時,螺桿和襯套的接觸為半圓弧線;而在襯套的其它位置時,螺桿和襯套僅有兩點接觸。由於螺桿和襯套是連續嚙合的,這些接觸點就構成了密封線,在襯套的一個導程T內便形成一個密封腔室。這樣,在沿單螺桿泵的全長上,襯套內螺旋面與螺桿的螺旋面形成了一個個封閉腔室。可見,襯套螺桿副的長度至少為襯套的一個導程,才能形成完整的密封腔。
式中Qt——泵的理論排量,m3/d;
e——螺桿的偏心距,m;
n——螺桿的轉速, r/min;
dp——螺桿截面的直徑, dp=2r,m;
T——襯套的導程, T=2t,m;
t——螺桿的螺距,m。
2. 泵的容積效率和系統效率
1) 泵的實際排量Q與理論排量Qt的比值,稱為泵的容積效率,記作 ,用公式表達為 泵的容積效率實質上是一個排量系數,它與泵揚程、轉子與定子間配合的過盈量、轉子的轉速以及舉升液體的粘度等參數有關,是一個多變數函數。
2.泵的系統效率η定義為泵的有功功率(水力功率)Ph與泵的輸入功率Pin之比,即
其中:
3. 泵的扭矩
由於螺桿泵的吸入端和排出端存在壓差,所以螺桿襯套副中的液體將對螺桿施加力的作用。同時,定、轉子間存在過盈量,將會使定、轉子間產生摩擦阻力扭矩。(1) 轉子有功扭矩螺桿——襯套副將機械能轉換為液體的壓能,若不考慮損失,則由能量轉換關系可得
(2) 定子與轉子間的摩擦扭矩
由於螺桿泵定子與轉子間存在過盈量,因此,當轉子在定子內轉動時,定子與轉子間就產生摩擦。定子對轉子施加摩擦扭矩的作用。
(3) 啟動扭矩
啟動扭矩的大小,與螺桿泵密封線的長度、定轉子間的過盈量以及橡膠的硬度和工作壓力有關,還與靜止時間的長短以及摩擦面的粗糙度有關。級數越多、粗糙度越大、橡膠硬度越高,以及定、轉子間過盈量越大、泵的工作壓力越高,泵的啟動扭矩也就越大。
三、 螺桿泵的工作特性曲線及其影響因素
1. 螺桿泵的工作特性曲線
泵的容積效率、系統效率及扭矩與舉升高度之間的關系。反映這種關系的曲線稱為螺桿泵的工作特性曲線。
2. 螺桿泵工作特性的影響因素
(1) 過盈量的影響
定、轉子表面的接觸線保持充分密封,而密封的程度取決於轉子與定子間的過盈量。
過盈量大,泵效高,但桿扭矩增加,易出現斷桿和定子橡膠磨損加劇。
過盈量小,泵效低,無上述問題。
因此,過盈量的大小直接影響泵效的高低。
(2) 轉子轉速的影響轉子的轉速越高,排量就越大。但是,轉速越高,抽油桿的離心力就越大,抽油桿的彎曲振動就越嚴重,抽油桿接箍與油管內壁的摩擦力也就隨之增大,同時,舉升高度也將因沿程損失的增加和定子橡膠磨損的加速而下降。因此,轉子的轉速不易過高,一般應小於500 r/min為宜。
(3)其它(粘度)粘度增加使得漏失量減小,有利於提高泵的容積效率和系統效率;另一方面,粘度的增加將使流動阻力增大而降低泵的充滿程度和舉升高度,泵的容積效率和系統效率也隨之降低。同時,泵的摩擦增大將增加阻力扭矩。
四、 螺桿泵的選擇
螺桿泵的選擇步驟:
1)應根據油井的產能確定出油井的產量,並確定所用螺桿泵的排量;
2)是根據泵的工作特性曲線確定在保證該排量下泵的舉升高度大小,並根據油井條件計算出所需泵的級數,同 時還要根據需要以及油井的實際條件確定合理的過盈量;
3)根據負載大小選擇抽油桿的材料與規格、電動機以及其它附屬部件。
1. 轉子轉速的確定
地面驅動單螺桿泵轉速的確定,受多種因素的影響。首先要考慮的是介質的粘度、磨蝕條件和定子橡膠的疲勞強度。
介質的粘度將影響泵的充滿系數。當泵旋轉時,在泵吸入口處空腔容積逐漸變大,這時,只要有一定的壓差液體便可迅速充滿空腔。當液體的粘度較大時,其流動性變差,
使得充滿系數降低從而降低泵的容積效率,並且隨著液體粘度的增加,這種影響程度增大。
在高含砂油井中,泵的壽命取決於定子橡膠的疲勞強度。由於定子和轉子間有一定的過盈量,轉子在定子內旋轉時定子橡膠將受到周期性地壓縮,從而產生摩擦面的溫升和疲勞。摩擦面的溫升往往可達到比介質溫度高幾十度,它加速了橡膠分子鏈的重新組合,使彈性模數減小,從而降低其疲勞特性及金屬和橡膠結合面上粘結劑的強度。這個溫升值和壓縮疲勞隨轉速的增加而增大,因此,在實際應用中要合理地選擇轉速以保證泵的壽命。
2. 泵級數和定、轉子長度的確定
單級螺桿泵滿足不了實際舉升高度(揚程)的需要,如同潛油電泵一樣需要多級泵。泵的級數Z可根據油井實際需要的泵揚程H和單級揚程Hj來確定,即
泵的級數確定後,就可確定定子和轉子的
長度。定子和轉子的長度由泵的級數和襯套的導程來決定。定子長度Ls為
轉子長度Lr一般取定子長度Ls加上250~350 mm,以保證轉子能夠安裝到位.
3. 合理過盈量的確定
螺桿泵的定、轉子間的過盈配合情況如圖11-25所示,其過盈量為δ=(b-a)/2。 為使螺桿泵具有容積泵的特點,就必須使定、轉子間的空腔保持良好的密封性,
即必須有一定的過盈值。其原因是:
1) 受加工工藝技術的限制,不能保證定子和轉子具有理想的幾何形狀;
2) 定子橡膠是彈性體,在一定的壓差下會發生彈性變形和漏失;
3) 由於轉子在運轉時會產生慣性力和液壓徑向力,這兩個力的合力將使轉子在合力的方向上壓縮定子橡膠而產生位移,從而使定、轉子間的另一側產生間隙。 螺桿泵在井下工作時,其總過盈量δ由初始過盈量δ0、由熱膨脹產生的過盈量δ1』以及由於浸油溶脹而產生的過盈量δ2』三部分組成。總過盈量δ可根據泵和油井條件估算,δ1』與δ2』可由實驗來確定。這樣,便可確定出初始過盈量δ0, 從而可為設計製造提供依據。
目前,螺桿泵的單級工作壓差主要是靠定、轉子間的過盈量來實現的。過盈量越大,級工作壓差就越大,轉子扭矩也越大;過盈量過小,單級工作壓差就越小,滿足不了油井舉升的需要。因此,定、轉子間的過盈量存在一個合理值。對於過盈量的確定,必須在掌握定子橡膠的物理特性,特別是橡膠的熱膨脹和溶脹性能的基礎上,才能實現過盈量確定的合理性。