探讨螺杆泵在原油集输中的应用

摘要：近年来随着技术的发展，螺杆泵开始越来越多的被广泛应用，本文从螺杆泵技术发展概况和应用范围，工作原理出发进行探讨。

关键词：螺杆泵　油田集输　应用范围　工作原理

1930年，法国莫伊诺（Moincau）获得螺杆泵的第一个专利。1931～1934年，法国、美国开始试制用于管道液体输送的螺杆泵。1970～1980年，前苏联、美国、加拿大在螺杆泵研发技术方面取得较大的进展。20世纪60年代初，我国天津市工业泵厂成功研制高压小流量三螺杆泵，并扩展为单、双、三螺杆泵专业厂。60年代中期，沈阳水泵厂研制出双、三螺杆泵，　70年代成功研制了五螺杆泵。天津工业泵厂于1984年引进德国Allweiler公司的制造技术和英国Holroyd公司的2AC螺杆铣床和配套设备后，我国才开始批量生产螺杆泵。

一、螺杆泵工作原理

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。也就是说螺杆泵是一种旋转型容积泵。

二、螺杆泵的特点

螺杆泵与其他类泵比较有以下几个特点：

1.螺杆泵为容积式泵，运动部件少，无阀件和复杂流道，水力损失小，泵效可达80%以上，和离心油泵相比较效率提高15～25%。

2.螺杆泵运转平稳，噪音低，密封可靠，寿命长，使用安全可靠。

3.输入流量均匀，易于调节流量，三螺杆泵的流量、压力在相同转速、粘度时近似呈直线关系，压力越高，流量越小。相同粘度、压力下，泵的流量与转速近似成正比。相同转速、粘度下，轴功率与压力近似成正比。同一粘度、压力下，轴功率与转速近似成正比。具有良好的变速调节性，对于现有的变频调速装置能再利用。

4.一泵多用，可以输送不同粘度的介质，应用范围广。

5.用旋转运动代替往复运动，缩小了地面驱动装置及整机的尺寸，减轻了重量和减少了用钢量，节省了基础安装费用，直接经济效益显著。

三、螺杆泵的应用

1.单蛆杆泵

单螺杆泵，主要由螺杆、泵套（衬套）和万向联轴节组成。单螺杆泵转子是圆形断面的螺杆，它在特殊形状的衬套（定子）中一方面作行星运动，一方面沿着定子内螺纹将液体向前推进，从吸入腔连续地移动到压力腔，腔内流体是轴向均匀流动、无涡流和搅动。

单螺杆泵是一种内啮合的密封式容积泵，国外叫摩伊诺泵，德国等国家称为转子偏心泵。按照螺杆泵螺杆螺纹头数，分为单头和双头螺杆泵。单头螺杆泵，转子为单头凸螺纹的螺杆，定子为双头凹螺纹的螺套。双头单螺杆泵，其螺杆设计成凸螺纹的齿形，螺套设计为三头凹螺纹的齿形。

单螺杆泵具有结构紧凑，径向尺寸小，压力、排量无脉动，噪声低，自吸性能强以及输送介质时搅动小等优点。单螺杆泵可以用于输送含有固体颗粒的液体，酸碱盐液体，不同钻度的液体，如纸浆、软膏、污油、污水、泥浆和果酱等，广泛应用于环保、生物工程、污水处理、采矿、石油化工、食品、制糖、制药、造纸、染料、建筑、农业和其他工业部门。德国基伯格公司在单螺杆泵设计、制造、应用、性能和效率等方面处于世界领先地位。

2.双螺杆泵

双螺杆泵是由主动螺杆（主杆）、从动螺杆（从杆）、泵体、安全阀、联轴器、过滤器、同步齿轮和滚动轴承组成。两根螺杆（转子）相互啮合，在衬套（定子）中运转，依靠所形成的密封腔的容积变化吸入和排出流体。流体是轴向均匀流动、无涡流和搅动。双螺杆泵转子和定子均为刚性材料制成，其制造精度要求比单螺杆泵高。按照吸入方式，双螺杆泵可以分为单吸式和双吸式。单吸式螺杆泵吸人腔和压力腔存在压差。单吸双螺杆泵通常要考虑平衡轴向力的液力平衡装置。双吸式双螺杆泵，泵体内装有两根左右旋单头螺纹的螺杆，由于螺杆两端处于同一压力腔中，螺杆上的轴向力自行平衡。主杆通过同步齿轮带动从杆回转，两根一螺杆以及螺杆与泵体之间的间隙靠齿轮和轴承保证。

双螺杆泵按照传动方式，分为直接传动和间接传动，直接传动就是由主杆带动从杆，间接传动就是从杆由主杆通过同步齿轮传动（外支承型）。通常所谓的双螺杆泵多指后者。由于外支承结构，轴承和吸入、排出一腔分开，而且工作型面间无接触运行，因此双螺杆泵在液气两相流体输送中有其他泵难以替代的优势。近年来，国内外双螺杆泵的生产和应用发展很快。

双螺杆多相流混输泵，结构紧凑，利用气体的压缩性成功地降低回流损失，提高了泵的容积效率，对于任意气液比的多相流体，高凝固点高私度流体都有较好的增压效果，适合中小流量和高中低扬程。同时也适用于非性、腐蚀性流体和含少量固体颗粒的流体。双螺杆泵具有自吸性能强、输送平稳及噪声低等优点，广泛应用于船舶、石油化工、机床及工程机械中，用于输送燃油、一油及液压用油等方面。

3.三螺杆泵

三螺杆泵，主要是由主杆、两根从杆和包容三螺杆的泵套组成。主杆螺纹凸形双头，从杆螺纹为凹形双头，两者螺旋相反。

三螺杆泵一根主杆通过啮合带动其余从杆。三根螺杆（转子）相互啮合在衬套（定子）中运转，依靠所，形成的密封腔的容积变化来吸人和排出流体。流体在泵腔内是轴向均匀移动，无涡流和搅动。螺杆泵型面通常是由摆线形成的，因而称为摆线啮合螺杆泵。三螺杆泵啮合间隙很小，压力可达25MPa，噪声低，达到57dB（A），效率高，特别适合于能量转换和流体输送。其加工精度在单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵三类螺杆泵中最高。

4.五螺杆泵

双吸式五螺杆泵，泵套内装有五根左、右旋双头一螺纹的螺杆，螺杆上的轴向力自行平衡。螺杆齿廓上有一段是渐开线，它起着主杆向从传递运动的作用。螺杆两端装有滚动轴承，保证螺杆与泵套之间的间隙。

五螺杆泵是非密封型容积泵，仅用做安装尺寸受限制的特殊场合（如舰艇、船舶等）时的油泵。

四、总结

螺杆泵因为其高效率、应用范围广等特点，越来越多的被应用于油田集输领域。随着制造质量的提高，配套技术的完善和使用经验的丰富，螺杆泵的应用范围将会进一步扩展，在临盘油田也会越来越多的发挥它的重要作用

参考文献

[1]李防震.新型螺杆泵在原油输送中的应用[J].通用机械，2010.

[2]国外螺杆泵举升工艺的新进展.国外油田工程，2004，20（10）　：　12.

[3]螺杆泵及新型组件的新进展.石油机械，2005，33　（3）：73～74.