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間隙自補(bǔ)償ATOS柱塞泵的研制
通過(guò)對(duì)抽油泵采油技術(shù)的調(diào)研,分析了國(guó)內(nèi)外抽油泵的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向。針對(duì)常規(guī)抽油泵應(yīng)用時(shí)存在的不適應(yīng)性入手,以降低柱塞與泵筒之間的摩阻、減少柱塞與泵筒的間隙漏失量、降低抽油泵成本和檢泵作業(yè)費(fèi)用為目的,研制了一種采用非金屬?gòu)椥圆牧献鳛槌橛捅弥麖椥栽拈g隙自補(bǔ)償ATOS柱塞泵。

間隙自補(bǔ)償ATOS柱塞泵的研制
間隙自補(bǔ)償ATOS柱塞泵的結(jié)構(gòu)及工作原理,利用非線性有限元理論建立了抽油泵柱塞彈性元件的靜力學(xué)模型,采用ANSYS有限元分析軟件對(duì)彈性元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)抽油泵柱塞上的彈性元件材料進(jìn)行了綜合性能測(cè)試,并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了材料的摩擦磨損性能研究。針對(duì)ATOS柱塞泵工作容腔的氣穴現(xiàn)象,運(yùn)用Fluent軟件對(duì)ATOS柱塞泵工作容腔的氣穴流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,采用了非平衡壁面函數(shù)的k-ε模型和帶有空化作用的多相流混合模型,得出了不同閥口開(kāi)度和入口速度下ATOS柱塞泵工作容腔的氣穴流場(chǎng)的分布規(guī)律。在實(shí)驗(yàn)方面,采用了不帶補(bǔ)油泵和帶補(bǔ)油泵兩套實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)對(duì)比測(cè)試ATOS柱塞泵工作容腔的真空度大小。將仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,模擬得到的ATOS柱塞泵工作容腔的真空度和實(shí)驗(yàn)得到的真空度比較吻合,表明非平衡壁面函數(shù)的k-ε模型和帶有空化作用的多相流混合模型能夠有效地預(yù)測(cè)ATOS柱塞泵工作容腔氣穴流場(chǎng)的分布規(guī)律。分析了間隙自補(bǔ)償ATOS柱塞泵工作特性,并對(duì)間隙自補(bǔ)償ATOS柱塞泵柱塞與泵筒之間的摩阻和漏失量進(jìn)行了室內(nèi)測(cè)試研究。模擬試驗(yàn)表明:間隙自補(bǔ)償ATOS柱塞泵作為一種新型的節(jié)能抽油泵,其原理可行;上沖程,柱塞上的彈性元件在被提升的液體壓力作用下產(chǎn)生徑向變形,減小柱塞與泵筒的間隙,zui小間隙達(dá)到一級(jí)泵或二級(jí)泵的間隙。下沖程,彈性元件恢復(fù)原尺寸,柱塞與泵筒之間的間隙增大,從而實(shí)現(xiàn)上沖程減小泵漏失量,提高泵效,下沖程降低了柱塞與泵筒之間的摩阻。

間隙自補(bǔ)償ATOS柱塞泵的研制
所研究的間隙自補(bǔ)償ATOS柱塞泵,上沖程依靠柱塞內(nèi)外壓力差使柱塞彈性元件膨脹,實(shí)現(xiàn)柱塞與泵筒之間的zui小間隙,泵效高。柱塞彈性元件采用*高分子合金彈性材料,不易卡泵,摩擦系數(shù)低,耐磨性好。檢泵作業(yè)時(shí)只需更換新的彈性元件,降低了抽油泵成本,減少了抽油泵檢泵作業(yè)費(fèi)用。