浅谈双螺杆泵在油田地区的应用

赵钰婷 高英晗

摘要：螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转运动实现对介质的传输。它具有结构简单、尺寸小、流量均匀、扰动小、携带能力强、不会形成乳化液等优点。本文主要对螺杆泵的基本结构和工作原理方面进行介绍，分析螺杆泵在集输系统的应用前景。

关键词：螺杆泵;油田;应用

一、双螺杆泵工作原理

双螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动回转，两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹。由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间，就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在各空间中的液体不断排出，犹如螺母在螺纹回转时被不断向前推进的情形那样，这就是螺杆泵的基本工作原理。

双螺杆泵是由主从动轴上相互啮合的螺旋套和泵体或衬套间形成一个容积恒定的密封腔室，介质随螺杆轴的转动分别被送到泵体中间，两者汇合在一起，最终送达泵的出口，从而实现泵输送的目的。

双螺杆泵可分为内置轴承和外置轴承两种形式。在内置轴承的结构型式中轴承由输送物进行润滑。外置轴承结构的双螺杆泵工作腔同轴承是分开的。由于这种泵的结构和螺杆间存在的侧间隙，它可以输送非润滑性介质。此外，调整同步齿轮使得螺杆不接触，同时将输出扭矩的一半传给从动螺杆。正如所有螺杆泵一样，外置轴承式双螺杆泵也有自吸能力，而且多数泵输送元件本身都是双吸对称布置，可消除轴向力，也有很大的吸高。

二、双螺杆泵的特点

双螺杆泵是外啮合的螺杆泵，它利用相互啮合，互不接触的两根螺杆来抽送液体。双螺杆泵作为一种容积式泵，泵内吸入室应与排出室严密地隔开。因此，泵体与螺杆外圆表面及螺杆与螺杆间隙应尽可能小些。同时螺杆与泵体、螺杆与螺杆间又相互形成密封腔，保证密闭，否则就可能有液体从间隙中倒流回去。

双螺杆泵结构简单，体积小，重量轻，运转平稳，噪声小，寿命长，流量均匀，自吸能力强，容积效率高，无困油现象，无搅拌、无脉动、平稳的输送各种介质，由于泵体结构保证泵的工作元件内始终存有泵送液体作为密封液体，所有的泵有很强的自吸能力，且能汽液混输。采用独立润滑的外置轴承，允许输送各种非润滑性介质。卧式、立式、带加热套等各种结构型式齐全，可以输送各种清洁的不含固体颗粒的低粘度或高粘度介质。

三、双螺杆泵的优点

1、输送液体平稳、流量均匀连续、无脉动、无搅拌、振动小、噪音低。

2、运送液体的种类和粘度范围宽广，吸入性能好，有很强的自吸能力。

3、外置轴承结构，采用独立润滑，可以输送各种非润滑性介质。

4、采用同步齿轮驱动，二转子之间不接触，即使短时间空转也无妨。

5、泵体带有加热套，可以输送各种清洁或含有固体小颗粒的低粘度或高粘度介质（一般颗粒直径小于0.12-0.2mm），与其它回转泵相比，对进入的气体和污物不太敏感。

6、正确的选用材料，甚至可以输送很多有腐蚀性的介质。

7、双吸式结构，转子上没有轴向力，泵内的回转部件惯性力较低，故可使用很高的转速。

8、轴端采用机械密封或波纹管机械密封，结构坚实，安装保养容易，具有寿命长、泄漏少、适用范围广的特点。

这些优点也使得双螺杆泵具有潜在的使用发展前景。

四、雙螺杆泵的用途

由双螺杆泵的原理知道，对于外置轴承的双螺杆泵，通过轴承定位，两根螺杆在衬套中互不接触，齿侧之间保持恒定的间隙（其间隙值由工况及泵本身规格决定），螺杆外圆与衬套内圆面也保持恒定的间隙不变。两根螺杆的传动由同步齿轮完成。齿轮箱中有独立的润滑，与泵工作腔隔开。这种结构的优点大大拓宽了双螺杆泵的使用范围，即：除了输送润滑性良好的介质外，还可输送大量的非润滑性介质，各种粘度的介质以及具有腐蚀性（酸、碱等性质），磨蚀性的液体。

双螺杆泵属于非密封型容积泵，因此除了输送纯液体外，还可输送气体和液体的混合物，即汽液混输，这也是双螺杆泵非常独特的优点之一。

双螺杆泵由于结构的独特设计，可以自吸而无须专门的自吸装置，而且由于轴向输送轴流速度较小而具备很强的吸上能力。

另外双螺杆泵在输送过程中无剪切，无乳化作用，因此不会破坏分子链结构和工况流程中所形成的特定的流体性质，并且由于传动依靠同步齿轮，泵运转噪音低，振动小，工作平稳。

五、双螺杆泵在油田的发展趋势

在输送原油方面，以往我国输送原油主要采用离心式输油泵，泵型单一，泵效不高，对输送介质的适应性差，产品可靠性也不理想。而国外输油泵除离心式输油泵外，则大力发展和采用多螺杆泵。由于螺杆泵体积小，质量轻，可靠性高，特别适合于高温、高粘度、含固相原油的输送及原油、水、天然气多相流体输送，尤其是多螺杆泵。

螺杆泵在原油输送中具有许多其它类型输油泵无可比拟的优点，在国外已得到了广泛的发展和应用，积累了丰富的经验。当然，不同类型的螺杆泵在原油输送方面也存在着不可避免的缺陷，这就要求视具体情况扬长避短，选择不容类型的螺杆泵。

双螺杆混输泵式从输送液体的普通双螺杆泵经过特殊设计发展出来的一种油气水混输泵，设计原理与普通双螺杆泵没有本质的区别，但其在设计中巧妙的利用了普通双螺杆泵中存在的螺杆间隙和气体的可压缩性，借助于结构上的特殊设计保证泵内间隙的液态密封，真正实现了油气水多相混输。且螺杆泵扬程高、效率高、噪声低，适用于在高压下输送粘稠性液体。

作者单位：西北油田分公司采油三厂