邓志坚

摘 要：本论文阐述了潜油离心泵试验台夹紧装置的设计过程，设计主要用于潜油离心泵性能检测的实验设备，实现对潜油离心泵的固定和支撑的作用。主要包括试验台总体方案设计、夹紧装置及可调支撑的结构设计及相关的设计计算。保证试验台上的潜油离心泵不移动、不变形、不震动、安全、省力和方便。

关键词：机械；夹紧装置；V型块；可调支撑

一、概述

（一）国内外采油概况

国内外应用比较广泛的人工升举方法有潜油离心泵、潜油螺杆泵、有杆泵、水力活塞泵及气举。潜油离心泵具有排量扬程范围大、生产压差大、适应性强、地面工艺流程简单、机组工作寿命长、管理方便、经济效益显著等特点。随着油田开采时间的延长和含水率的不断上升，利用潜油离心泵来保持或提高油井产量已成为一种发展趋势。

（二）潜油离心泵采油系统概述

1、潜油离心泵概述。我国自1981年引进潜油离心泵技术以来至今已有近20年的历史，近20年来，潜油离心泵作为重要的机械采油设备在油田得到了广泛应用。目前，我国有许多油田已经进入中、后期开采阶段，需要进行注水强采。电潜泵是一种较好的注水强采抽油设备，所以应用前景相当可观。

2、潜油离心泵的优点和缺点。优点：（1）大排量采液。（2）这种泵能够把油井中位于上部水层的水转注到下部的注水层中。（3）操作简单，管理方便。（4）能够较好地运用于斜井、水平井以及海上采油。（5）容易處理腐蚀和结蜡。（6）容易安装井下压力及温度等测试装置，方便进行测量读数。（7）为适应油井产量递减或发生变化，可采用变频装置调节电源频率来实现。（8）免修期较长，油井生产时效相对比较高。缺点：（1）潜油离心泵下入深度受电机额定功率的限制，套管尺寸和井底高温时潜油离心泵的下入深度受到限制。大型高功率设备没有足够的环形突然空间冷却电机，会缩短电机的使用寿命。（2）费用较高。（3）由于整套装置都安装在井下，一旦出现故障，需要起出全部管柱进行修理，导致作业费用增加和停产时间过长。（4）井下高温容易使电缆出现故障，高温、腐蚀和磨损可能造成电机损害。高气油比会使升举故障降低，而且会因气锁使泵发生故障。（5）动力源仅适应采用电源。

二、总体方案设计

（一）试验台总体技术参数

潜油离心泵试验台是用于潜油离心泵性能检测的实验设备，实现对潜油离心泵扬程、流量、转子转矩、转子转速、泵效等性能参数的测试。本试验台可以检测的潜油离心泵的主要技术参数如下：

驱动功率： 37kW

最大扭矩： 200Nm

最高转速： 3000r/min

泵的最大扬程： 1500m

（二）试验台总体方案及系统组成

本实验系统主要包括试验台、测控系统、液压部分。

1、流程系统。流程系统主要为辅助装置，主要包括：电潜泵出、入口连接组件，高、低压。软管组件。由于实验的电潜泵型号不同，同时为保护泵体连接螺纹，其出、入口不可直接与设备相连接，需通过连接组件和高、低压软管组件与动密封装置和流程系统相连接。

三、夹紧装置的设计

（一）夹紧装置的总体的设计要求

1、在潜油离心电泵进行试验时，夹持潜油离心泵的泵体。固定潜油离心泵，并保证其稳定，降低震动。

2、在安装潜油离心泵的时候，可以保证潜油离心泵的迅速、方便、安全地安装泵体的装置。

3、夹紧装置还应该具有夹持不同型号的潜油离心泵（在设定范围内的能力，其调9节的范围应该保证夹持98-130mm直径范围内的不同直径的泵体。

4、夹紧装置的操作要方便、安全。

5、能保证夹紧装置一定的使用寿命和较低的夹紧装置制造成本。夹紧装置元件的材料选用将直接影响夹紧装置的使用寿命。

6、要适当提高夹紧装置元件的通用化和标准程度。选用标准化元件，从而降低夹紧装置成本。

7、必须具有良好的结构工艺性，以便夹紧装置的制造、使用和维修。

（二）夹紧装置设计

确定夹紧装置的类型。要达到夹持泵体的目的，由于泵体是圆柱形，则对泵体以外圆柱面固定有如下两种方法：（1）圆孔套：圆孔套由两个相对称的少半圆组成，两者之间通过两个螺栓连接起来，并且通过调节螺栓来夹持不同大小的潜油离心泵泵体。（2）V型块：有两个V型块一同组成，是广泛应用于定位和夹持工件，具有装卸方便，对中性好，在生产中应用比较常见，且结构已经标准化。

四、可调支撑的设计

（一）可调支撑的设计要求

在本实验台中支撑件是用来配合夹紧装置使用的。在夹紧装置夹持泵体之前，见泵体先置于支撑件上。在通过支撑件的高度调节，使泵体达到一定的高度，再由夹紧装置对泵体进行装夹。所以对支撑件的要求为：

（1）支撑件可以支撑起直径为98-130mm范围内的潜油离心泵泵体；（2）支撑件的高度，可调并且能达到夹持不同大小泵体所需要高度调节的要求；（3）支撑件与泵体接触处可以滚动，方便泵体在支撑件上的位置调节和夹紧装置上泵体的拆卸；

参考文献：

[1]宫伟.潜油电动螺杆泵应用技术研究[D].西南石油学院，2004（5）；1-52.

[2]张鹏飞，巴鹏.潜油离心泵性能测试系统的设计[J].沈阳理工大学学报.2008，（4）：53-57.