本發(fā)明涉及石油天然氣領(lǐng)域，特別涉及電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法以及電潛螺桿泵。

背景技術(shù)：

電潛螺桿泵采油系統(tǒng)是將潛油電機置于井下，利用井下潛油電機直接驅(qū)動螺桿泵舉升液體，與有桿泵相比節(jié)能可達30％甚至更高。電潛螺桿泵可應(yīng)用于稠油井、出砂井、含氣井、斜井和水平井，對避免因出砂導(dǎo)致的泵砂卡、抽油桿斷脫、卡桿等現(xiàn)象效果顯著，同時電潛螺桿泵不會對油層產(chǎn)生激動作用。

但是，電潛螺桿泵在應(yīng)用中也存在一些問題。例如電潛螺桿泵在高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下工作，工作過程中電潛螺桿泵的泵轉(zhuǎn)速高、溫度高且橡膠變形量大，若此時突然停機，由于高溫狀態(tài)下的橡膠無法收縮，從而導(dǎo)致泵抱死、電極燒等；而且在起泵初期和泵停機再啟動時，還經(jīng)常會出現(xiàn)起泵困難等狀況，使得電潛螺桿泵無法正常工作。

由此，井下泵定子和轉(zhuǎn)子之間配合的過盈值，對于井下泵的工作特性影響很大。定子和轉(zhuǎn)子配合過緊，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)充分舉升，但會造成扭矩的增加，磨損加快，泵效降低等后果；而定子與轉(zhuǎn)子配合過松，又不能實現(xiàn)有效舉升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面，本發(fā)明提供了一種電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法以及電潛螺桿泵。所述技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一個目的是提供了一種電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法。

本發(fā)明的另一目的是提供了一種電潛螺桿泵。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法，所述泵間隙值的確定方法包括以下步驟：

(1)基于所述電潛螺桿泵中轉(zhuǎn)子的單級承受壓力、與所述電潛螺桿泵中定子橡膠的正壓力和所述單級承受壓力有關(guān)的系數(shù)、所述定子橡膠的彈性系數(shù)和 對所述單級承壓能力的影響系數(shù)積值獲得所述電潛螺桿泵的工作過盈量；

(2)基于所述工作過盈量、所述定子橡膠通過熱膨脹產(chǎn)生的過盈值、所述定子橡膠通過油膨脹產(chǎn)生的過盈值、所述定子橡膠在高壓條件下產(chǎn)生的收縮量和在所述定子橡膠與所述轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的磨蝕量獲得所述電潛螺桿泵的初始過盈值；

(3)基于所述電潛螺桿泵的工作過盈量和所述初始過盈值獲得所述泵間隙值。

具體地，在步驟(1)中，所述轉(zhuǎn)子的單級承受壓力的獲得方法包括以下步驟：

a1測出所述電潛螺桿泵排出端的最大壓力值和吸入端的最大壓力值；

a2基于所述排出端的最大壓力值和所述吸入端的最大壓力值獲得壓力差值；

a3使所述壓力差值與所述電潛螺桿泵的級數(shù)相除獲得所述轉(zhuǎn)子的單級承受壓力。

進一步地，所述定子橡膠的彈性系數(shù)是基于所述定子橡膠的彈性模量、所述定子橡膠的壓縮面積和所述定子橡膠的平均厚度獲得的值。

進一步地，所述定子橡膠的正壓力為通過實測獲得的所述轉(zhuǎn)子施加給所述定子橡膠的壓力。

進一步地，所述對單級承壓能力的影響系數(shù)積值為所述電潛螺桿泵的泵轉(zhuǎn)速對單級承壓能力的影響系數(shù)、流體黏度對單級承壓能力的影響系數(shù)和加工精度對單級承壓能力的影響系數(shù)的乘積。

進一步地，所述與定子橡膠的正壓力和單級承受壓力相關(guān)的系數(shù)、所述電潛螺桿泵的泵轉(zhuǎn)速對單級承壓能力的影響系數(shù)、流體黏度對單級承壓能力的影響系數(shù)和加工精度對單級承壓能力的影響系數(shù)為實測值。

進一步地，所述定子橡膠通過油溶脹產(chǎn)生的過盈值為基于所述定子橡膠的溶脹率、所述定子的偏心距、所述定子的外殼的內(nèi)徑和所述轉(zhuǎn)子的半徑獲得的值。

具體地，所述定子橡膠通過熱膨脹產(chǎn)生的過盈值、所述定子橡膠在高壓條件下產(chǎn)生的收縮量和所述定子橡膠與所述轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中的磨蝕量通過模擬井況條件下的室內(nèi)試驗以測定所述定子短樣內(nèi)腔的尺寸變化以獲得。

具體地，所述初始過盈量為所述電潛螺桿泵在加工完畢之后且在進行井下 作業(yè)之前，在室溫空氣中測得的過盈值。

具體地，所述泵間隙值為通過所述工作過盈量和所述初始過盈量獲得的區(qū)間值。

進一步地，所述工作過盈量的表達式為：

δ＝H/(a·k·c)

其中，δ為所述工作過盈量；

Η為所述轉(zhuǎn)子的單級承受壓力；

a為與所述正壓力和單級承受壓力有關(guān)的系數(shù)；

k為所述彈性系數(shù)；

c為所述對單級承壓能力的影響系數(shù)積值。

進一步地，所述初始過盈量的表達式為：

δ₁＝δ-δ₂-δ₃+δ₄+δ₅

其中，δ₁為所述初始過盈量，單位為mm；

δ為所述工作過盈量，單位為mm；

δ₂為所述定子橡膠通過熱膨脹產(chǎn)生的過盈值，單位為mm；

δ₃為所述定子橡膠通過油溶脹產(chǎn)生的過盈值，單位為mm；

δ₄為所述定子橡膠在高壓條件下產(chǎn)生的收縮量，單位為mm；

δ₅為所述定子橡膠與轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)過程中的磨蝕量，單位為mm。

進一步地，所述定子橡膠通過油溶脹產(chǎn)生的過盈值的表達式為：

其中，δ₃為所述定子橡膠通過油溶脹產(chǎn)生的過盈值；

w為所述定子橡膠的溶脹率；

E為所述定子的偏心距；

r為所述轉(zhuǎn)子的半徑；

R為所述定子外殼的內(nèi)徑。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種電潛螺桿泵，所述電潛螺桿泵包括：

定子，所述定子的兩端分別設(shè)置有與油管連接的上接頭和下接頭；

轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定子的內(nèi)腔中；

定子橡膠，所述定子橡膠設(shè)置在所述定子與所述轉(zhuǎn)子之間，且與所述定子的內(nèi)腔壁固定連接，所述轉(zhuǎn)子與所述定子橡膠之間過盈配合；

出油接頭，所述出油接頭設(shè)置在所述上接頭的內(nèi)腔中；

驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；

其中，所述定子與所述轉(zhuǎn)子之間的泵間隙值的范圍為0～0.04mm，且所述泵間隙值為上述的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法獲得。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法以及電潛螺桿泵將電潛螺桿泵井下機組的定子與轉(zhuǎn)子泵間隙值設(shè)計為0-0mm和0-0.04mm兩種，并進行室內(nèi)試驗井的整套機組試驗，在通過試驗運轉(zhuǎn)6小時以上后壓力升高、排量增加，由此說明在機組運轉(zhuǎn)后井筒溫度上升，定子橡膠膨脹，定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙減小，因而將泵的間隙過盈設(shè)定為0-0mm、0-0.04mm合理；

(2)本發(fā)明提供的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法以及電潛螺桿泵可以有效降低定子與轉(zhuǎn)子間的扭矩，保證在起泵初期、泵停機再啟動時能夠避免扭矩過大造成的泵抱死等問題；

(3)本發(fā)明提供的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法以及電潛螺桿泵能夠保證電潛螺桿泵的正常運轉(zhuǎn)，同時在正常運轉(zhuǎn)后定子橡膠膨脹，定子與轉(zhuǎn)子間有一定的密封性，可以保證泵有效舉升的工作壓差、排量。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法的流程圖；

圖2是根據(jù)圖1所示的定子橡膠通過油膨脹前后設(shè)計空腔的對比圖；

圖3根據(jù)圖1所示的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法獲得的不同級的電潛螺桿泵的泵間隙值參數(shù)表；

圖4是圖3所示的一級電潛螺桿泵的過盈數(shù)據(jù)表；

圖5是圖3所示的二級電潛螺桿泵的過盈數(shù)據(jù)表；

圖6是圖3所示的電潛螺桿泵在泵間隙值為0.04mm、轉(zhuǎn)速為240r/min下的參數(shù)曲線變化圖；

圖7是圖3所示的三級電潛螺桿泵的過盈數(shù)據(jù)表；

圖8是圖7所示的電潛螺桿泵在泵間隙值為0mm、轉(zhuǎn)速為240r/min下的參數(shù)曲線變化圖；

圖9是泵間隙值-容積效率曲線圖；

圖10是出口壓力-容積效率曲線圖；

圖11是出口壓力-扭矩曲線圖；

圖12是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的電潛螺桿泵的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，100電潛螺桿泵，10定子，20轉(zhuǎn)子，30定子橡膠，41上接頭，42下接頭，50出口接頭，a定子橡膠通過油膨脹前的設(shè)計空腔，b定子橡膠通過油膨脹后的設(shè)計空腔。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

參見圖1，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法的流程。電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法包括以下步驟：

(1)基于電潛螺桿泵中轉(zhuǎn)子的單級承受壓力、與電潛螺桿泵中定子橡膠的正壓力和單級承受壓力有關(guān)的系數(shù)、定子橡膠的彈性系數(shù)和對單級承壓能力的影響系數(shù)積值獲得電潛螺桿泵的工作過盈量；

(2)基于工作過盈量、定子橡膠通過熱膨脹產(chǎn)生的過盈值、定子橡膠通過油膨脹產(chǎn)生的過盈值、定子橡膠在高壓條件下產(chǎn)生的收縮量和在定子橡膠與轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的磨蝕量獲得所述電潛螺桿泵的初始過盈值；

(3)基于電潛螺桿泵的工作過盈量和初始過盈值獲得泵間隙值。

在步驟(1)中，工作過盈量即電潛螺桿泵在工作時的過盈量，工作過盈量用于保證泵在工作時的壓差和滿足油井舉升的需要。而工作過盈量的大小與橡膠的平均厚度和彈性模量有關(guān)。在工作中，定子橡膠的正壓力越大，壓縮后所產(chǎn)生的形變值越大，進而工作過盈量越大。

由于定子橡膠是高彈性體，因此在彈性范圍內(nèi)定子橡膠的正壓力遵循虎克定律。其中，定子橡膠的正壓力為通過實測獲得的轉(zhuǎn)子施加給定子橡膠的壓力，該定子橡膠的正壓力的方向由轉(zhuǎn)子指向定子，且與轉(zhuǎn)子和定子之間的接觸面垂直。由胡克定律可知，電潛螺桿泵中定子橡膠的正壓力的表達式為：

(1)

其中，P為定子橡膠的正壓力；

E為定子橡膠的彈性模量；

δ為工作過盈量；

s為定子橡膠的壓縮面積；

h為定子橡膠的平均厚度(即有效厚度)。

之后，通過轉(zhuǎn)子的單級承受壓力獲得工作過盈量，其中轉(zhuǎn)子的單級承受壓力的獲得方法包括以下步驟：

a1測出電潛螺桿泵排出端的最大壓力值和吸入端的最大壓力值；

a2基于排出端的最大壓力值和吸入端的最大壓力值獲得壓力差值；

a3使壓力差值與電潛螺桿泵的級數(shù)相除獲得轉(zhuǎn)子的單級承受壓力。

在實際中，電潛螺桿泵是由多級組成的，而其中單級就是一個導(dǎo)程的轉(zhuǎn)子的長度。單級承受壓力就是一個導(dǎo)程長度的轉(zhuǎn)子所承受的壓力。由于電潛螺桿泵各密封腔內(nèi)的壓力彼此不同，使得各密封腔的單級承受壓力也是不同的。而應(yīng)用有限元分析的方法可以提高各密封腔的單級承受壓力的精度。

轉(zhuǎn)子的單級承受壓力的表達式為：

H＝a·P·c (2)

將公式(1)代入公式(2)可得：

由公式(3)可知，彈性系數(shù)的表達式為：

將公式(3)代入公式(4)可得：

H＝a·k·δ·c (5)

由公式(5)變形可得：

δ＝H/(a·k·c)

其中，δ為工作過盈量；

a為與定子橡膠的正壓力和單級承受壓力有關(guān)的系數(shù)；

k為彈性系數(shù)；

c為對單級承壓能力的影響系數(shù)積值；

H為轉(zhuǎn)子的單級承受壓力；

P為定子橡膠的正壓力。

由公式(4)可知，定子橡膠的彈性系數(shù)是基于定子橡膠的彈性模量、定子橡膠的壓縮面積和定子橡膠的平均厚度獲得的值。在公式中，對單級承壓能力的影響系數(shù)積值為電潛螺桿泵的泵轉(zhuǎn)速對單級承壓能力的影響系數(shù)、流體黏度對單級承壓能力的影響系數(shù)和加工精度對單級承壓能力的影響系數(shù)的乘積。

具體地，定子橡膠的彈性系數(shù)、電潛螺桿泵的泵轉(zhuǎn)速對單級承壓能力的影響系數(shù)、流體黏度對單級承壓能力的影響系數(shù)和加工精度對單級承壓能力的影響系數(shù)為在特定條件下的實測值。特定條件下的實測值指不考慮溫脹、介質(zhì)溶脹對定子橡膠的影響，且電潛螺桿泵輸送壓力穩(wěn)定，介質(zhì)有固定結(jié)構(gòu)不受破壞等條件所獲得的實際測量值。

在獲得工作過盈量之后，通過工作過盈量獲得初始過盈量。在設(shè)計中關(guān)鍵參數(shù)就是初始過盈量。初始過盈量就是電潛螺桿泵在加工完畢后下井之前，在室溫空氣中所測得的過盈量，即電潛螺桿泵的過盈間隙值。

井下泵正常工作時，定轉(zhuǎn)子間過盈值(即工作過盈量)為：

δ＝δ₁+δ₂+δ₃-δ₄-δ₅ (6)

由公式(6)可得：

δ₁＝δ-δ₂-δ₃+δ₄+δ₅

其中，δ₁為初始過盈量，單位為mm；

δ₂為定子橡膠通過熱膨脹產(chǎn)生的過盈值，單位為mm；

δ₃為定子橡膠通過油溶脹產(chǎn)生的過盈值，單位為mm；

δ₄為定子橡膠在高壓條件下產(chǎn)生的收縮量，單位為mm；

δ₅為定子橡膠與轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中的磨蝕量，單位為mm；

δ為工作過盈量，單位為mm。

具體地，定子橡膠通過熱膨脹產(chǎn)生的過盈值、定子橡膠通過油溶脹產(chǎn)生的過盈值、定子橡膠在高壓條件下產(chǎn)生的收縮量和定子橡膠與轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中的磨蝕量可用實驗方法確定，該實驗需要在電潛螺桿泵實驗裝置上進行。在現(xiàn)場井況條件下，定子橡膠通過熱膨脹產(chǎn)生的過盈值、定子橡膠在高壓條件下產(chǎn) 生的收縮量和定子橡膠與轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中的磨蝕量可以通過室內(nèi)實驗?zāi)M井況條件下，測定定子短樣內(nèi)腔(定子內(nèi)腔)的尺寸變化量來確定，之后通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制成特性曲線，進行分析計算。定子橡膠的熱脹量可以通過膨脹計按照相關(guān)測定要求測定定子橡膠試樣的熱膨脹量。結(jié)合圖2所示，的測定子橡膠溶脹量的方法為首先根據(jù)行業(yè)標準《SHT 1159-1992丁腈橡膠溶脹度測定方法》測定定子橡膠的溶脹率w(即溶脹度)，該溶脹率可以直接通過實驗測得，當然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白，該溶脹率也可以通過在現(xiàn)場通過實際測量獲得，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行相應(yīng)的選擇。在測得溶脹率之后根據(jù)定子橡膠的截面尺寸計算溶脹面積S，最后通過溶脹率理論計算公式推導(dǎo)出溶脹率δ₃，即如圖2所示的定子橡膠通過油溶脹前的設(shè)計空腔a和定子橡膠通過油溶脹后的設(shè)計空腔b之間的溶脹度δ₃，溶脹率表達式為：

定子橡膠的溶脹面積的表達式為：

S＝8Eδ₃+2πrδ₃-πδ₃² (8)

將公式(7)代入公式(8)可得：

8Eδ₃+2πrδ₃-πδ₃²＝(πR²-8Er-πr²)w (9)

由公式(9)可得：

(10) πδ₃²-(8E+2πr)δ₃+(πR²-8Er-πr²)w＝0

由公式(10)可得：

其中，δ₃為定子橡膠通過油溶脹產(chǎn)生的過盈值；

S為定子橡膠通過油溶脹的溶脹面積；

w為定子橡膠通過油溶脹的溶脹率；

E為定子的偏心距；

r為轉(zhuǎn)子的半徑；

R為定子的外殼內(nèi)徑。

由此可知，定子橡膠通過油溶脹產(chǎn)生的過盈值為基于定子橡膠膨脹面積、 定子橡膠溶脹率、定子的偏心距、定子的外殼內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子的半徑獲得的值。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，定子橡膠通過熱膨脹產(chǎn)生的過盈值、定子橡膠在高壓條件下產(chǎn)生的收縮量和定子橡膠與轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中的磨蝕量可以根據(jù)實際進行測量，也可以根據(jù)實驗進行測量，通過實驗測量的原理與上述定子橡膠的油溶脹產(chǎn)生的過盈值的獲得原理相類似，在此不再一一贅述。在獲得工作過盈量和初始過盈量之后，將工作過盈量和初始過盈量形成的區(qū)間值作為泵間隙值。

大慶油田第六采油廠高艷華在石油石化節(jié)能2014年第8期上的論文《小過盈螺桿泵在聚驅(qū)區(qū)塊的試驗應(yīng)用》中討論了螺桿泵過盈值為0.15mm、0.10mm和0.00mm時的工作情況，平均產(chǎn)液、泵效有所增加，扭矩有所降低，泵的工作狀況有所改善。但它沒有根據(jù)實際測試提出一個合理的泵間隙過盈值。

而且通過現(xiàn)場實踐表明，螺桿泵的間隙和橡膠變形量是影響電潛螺桿泵使用壽命的關(guān)鍵問題。地面驅(qū)動電潛螺桿泵，當泵間隙值為0.10-0.20mm，啟動時需要依靠地面電機的大扭矩強行啟動，但電潛螺桿泵的泵間隙都是采用常規(guī)地面驅(qū)動螺桿泵的間隙過盈值，電機扭矩小，造成經(jīng)常無法啟動。

根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，過盈值偏大是造成電潛螺桿泵故障的主要原因，它不僅增大轉(zhuǎn)子與定子之間的摩擦力，而且摩擦產(chǎn)生的熱量會加速定子橡膠的老化，降低定子的使用壽命，嚴重時會發(fā)生轉(zhuǎn)子抱死和定子脫膠等問題。因此，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況找到轉(zhuǎn)子與定子合適的過盈值即泵間隙值就顯得非常重要。

在步驟(1)中，對于井下電潛螺桿泵而言，工作過盈量是綜合因素影響的結(jié)果，由于確定電潛螺桿泵的工作過盈量的相關(guān)參數(shù)較多，很多參數(shù)無法精確測量，加之參數(shù)的精確程度會對結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，特別是井下電潛螺桿泵的定子和轉(zhuǎn)子相對較長，其過盈值沿軸向的變化是不一致的。而在步驟2中初始過盈量不僅與步驟1中的工作過盈量有關(guān)，還與定子橡膠的各種變形和在運轉(zhuǎn)中的磨蝕量有關(guān)。而且定子橡膠隨著其組分不同，工況環(huán)境的變化，其熱脹量、溶脹量也有較大的不同，其主要影響因素包括系統(tǒng)壓力、舉升介質(zhì)溫度、粘度、含水、含氣量、工作轉(zhuǎn)速及定轉(zhuǎn)子加工精度等，都會不同程度地影響到最終過盈量的大小。此外，定子橡膠的硬度也會影響到電潛螺桿泵的舉升壓頭和電潛螺桿泵的過盈量。定子橡膠越軟，電潛螺桿泵的過盈量就越大，這樣才能獲得相當?shù)膲侯^。由于這些因素都是難以精確確定，因此可以通過試驗方法來確定一定范圍內(nèi)的泵間隙值是否滿足油井正常舉升的需要。當然本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以明白，試驗的方法可以采用室內(nèi)試驗，也可以采用現(xiàn)場實際測量，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行相應(yīng)的選擇。

針對上述情況，采用水力特性檢測的方法試驗，確保井下泵的質(zhì)量是否合格，即以較易檢測的參數(shù)—不同壓力下的排量、扭矩、容積效率以及泵效，來控制井下泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)是否滿足加工精度，工況參數(shù)是否科學(xué)合理。具體測試的數(shù)據(jù)包括：地面工作參數(shù)測試和井下壓力的測試。其中地面工作參數(shù)的測試包括運行電流、電壓、工作轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)效率、工作扭矩等。井下壓力的測試包括流壓和靜壓。

具體地，電參數(shù)均可以通過變頻控制柜讀取，泵轉(zhuǎn)速可以通過地面控制柜記錄儀讀取，流壓和靜壓測試可以通過井下壓力測試儀在作業(yè)時接在管柱下方，進行存儲式測試，可定期接收、回放。通過對同種泵型過盈值改進前后對比，可以得知改進后的泵的工作扭矩比常規(guī)過盈螺桿泵有所降低，由此可以說明電潛螺桿泵的無用功消耗減少，電潛螺桿泵的總效率提高，進而可以說明參數(shù)調(diào)整是合理的。

下面通過實際實施例以進一步說明本發(fā)明的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法的具體步驟。

華北油田平均泵深1000m左右，動液面范圍500-800m，油管液柱壓力約6.5MPa，井口回壓不高于0.5MPa，管內(nèi)延程阻力1.0MPa，所以電潛螺桿泵在舉升壓頭8.0MPa的條件下，容積效率達到60％即可滿足油田不同區(qū)塊不同油井的舉升要求。

根據(jù)電潛螺桿泵的排量設(shè)計了定子與轉(zhuǎn)子之間的過盈量配合尺寸，在室內(nèi)試驗條件下，對不同螺桿泵的定子與轉(zhuǎn)子之間的過盈量(即泵間隙值)做進一步的優(yōu)選和修正。當然本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以在現(xiàn)場進行實際測量以修正定子與轉(zhuǎn)子之間的過盈量。通過觀察不同定子與轉(zhuǎn)子之間的過盈量相配合的條件下，電潛螺桿泵的水力工作特性，以評價并優(yōu)選合理的過盈量。

在試驗中所需測試的數(shù)據(jù)包括：地面工作參數(shù)測試和井下壓力的測試。其中地面工作參數(shù)的測試包括運行電流、電壓、工作轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)效率、工作扭矩等。井下壓力的測試包括流壓和靜壓。其中，電參數(shù)可以通過變頻控制柜進行測試。變頻控制柜內(nèi)設(shè)有過載、欠載、斷相、漏電等自動停機保護電器設(shè)備，當驅(qū)動電機的工作電流超過設(shè)定的過載電流或接近驅(qū)動電機的空轉(zhuǎn)電流時，液 面過低，自動實行停機保護，并且能記錄電流等電參數(shù)。

變頻控制柜可以直接讀取電流、電壓、工作轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)效率和工作扭矩，其中，電參數(shù)測試最常用的是用電流表測量工作電流，因為工作電流的大小直接反映工作負載的大小，同時根據(jù)工作電流的大小也能診斷一些故障。通過使用功率儀或電度表測量電機的輸入功率，從而能夠計算出電潛螺桿泵采油井的系統(tǒng)效率。

轉(zhuǎn)速測量主要是應(yīng)用地面控制柜記錄儀進行記錄，轉(zhuǎn)速是電潛螺桿泵采油的主要工作參數(shù)，它決定了螺桿泵的排量。地面工作參數(shù)測試中的流壓和靜壓測試由于電潛螺桿泵井無下井壓力計的通道和測試工藝，因此采用液面法折算流壓和靜壓，具體計算與有桿泵類同。例如可以通過井下壓力測試儀在作業(yè)時接在管柱下方，進行存儲式測試，可定期接收、回放。

在整套電潛螺桿泵的機組加工完成后，分別對不同的泵間隙值的電潛螺桿泵分別進行室內(nèi)性能檢測，并對整套機組在試驗井進行模擬試驗，按照試驗方案逐項進行試驗，各項指標達到設(shè)計要求，定子和轉(zhuǎn)子過盈量配合參數(shù)如圖3所示。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白，對不同的泵間隙值的電潛螺桿泵還可以在實際工況下進行性能檢測，在此不再進行一一列舉。本示例僅是一種說明性示例，不應(yīng)當理解為對本發(fā)明的一種限制。

參見圖4至圖8，從試驗結(jié)果可以看出，同等轉(zhuǎn)速下改進后的泵出口壓力為8.0MPa時，容積效率達到60％以上，因此可以滿足油田不同區(qū)塊不同油井的舉升要求。

從試驗數(shù)據(jù)還可以看出，在泵舉升壓力為8.0MPa的條件下，GLB75-40電潛螺桿泵的泵間隙值由原來的0.20mm降至改進后的0.04mm和0.00mm時，容積效率由70.3％變化到68.6％，基本保持不變。由此可以說明電潛螺桿泵的舉升能力基本沒有改變，電潛螺桿泵的工作扭矩由158N·m變化到141N·m，比常規(guī)過盈螺桿泵降低近20N·m，說明電潛螺桿泵的無用功消耗減少，電潛螺桿泵的總效率提高。

電潛螺桿泵改進前后工作參數(shù)變化如圖9至圖11所示，試驗表明，電潛螺桿泵的泵間隙值改進后，電潛螺桿泵的舉升能力幾乎不受影響，電潛螺桿泵的總效率有所提高，達到了優(yōu)化過盈量的要求。因此，電潛螺桿泵中泵間隙值確定在0～0.04mm之間，此泵間隙值的電潛螺桿泵定子與轉(zhuǎn)子之間配合間隙合理， 在起泵初期、泵正常工作時、泵停機再啟動時避免了泵抱死等現(xiàn)象，能夠正常工作。

參見圖12，其示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的電潛螺桿泵100。電潛螺桿泵100包括定子10、轉(zhuǎn)子20、定子橡膠30、上接頭41、下接頭42、出油接頭50和驅(qū)動裝置(未示出)。具體地，定子10的兩端分別設(shè)置有上接頭41和下接頭42，上接頭41是連接電潛螺桿泵與油管的接頭，下接頭42可以連接油管，也可以連接其他配件，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行相應(yīng)的選擇。

轉(zhuǎn)子20設(shè)置在定子10的內(nèi)腔中，轉(zhuǎn)子20是螺旋形的鋼制實心體，經(jīng)加工成型后進行表面鍍鉻處理增加耐磨性能。在定子10的鋼制外筒中注入了與轉(zhuǎn)子30結(jié)構(gòu)相配合的定子橡膠30，這樣使得定子橡膠30與定子10的內(nèi)腔壁固定連接，且定子橡膠30所形成的形狀與轉(zhuǎn)子20彼此配合，進而能夠更好地實現(xiàn)轉(zhuǎn)子20與定子橡膠30之間過盈配合。出油接頭50設(shè)置在上接頭41的內(nèi)腔中。驅(qū)動裝置用于驅(qū)動轉(zhuǎn)子20轉(zhuǎn)動。其中，定子10與轉(zhuǎn)子20之間的泵間隙值的范圍為0～0.04mm，且泵間隙值為通過上述實施例的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法獲得，在此不再贅述。

在抽油過程中通過地面控制柜將信號經(jīng)電纜輸送到井下電機、驅(qū)動減速器和井下泵，通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動把井液舉到地面，完成一個抽汲過程。電潛螺桿泵由于轉(zhuǎn)速高、溫度高等經(jīng)常導(dǎo)致泵抱死、卡泵等，無法正常工作，因此設(shè)計了電潛螺桿泵間隙過盈值確定為0～0.04mm之間，通過室內(nèi)及現(xiàn)場試驗，本發(fā)明的電潛螺桿泵能夠解決泵抱死的問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法以及電潛螺桿泵將電潛螺桿泵井下機組的定子與轉(zhuǎn)子泵間隙值設(shè)計為0-0mm和0-0.04mm兩種，并進行室內(nèi)試驗井的整套機組試驗，在通過試驗運轉(zhuǎn)6小時以上后壓力升高、排量增加，由此說明在機組運轉(zhuǎn)后井筒溫度上升，定子橡膠膨脹，定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙減小，因而將泵的間隙過盈設(shè)定為0-0mm、0-0.04mm合理；

(2)本發(fā)明提供的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法以及電潛螺桿泵可以有效降低定子與轉(zhuǎn)子間的扭矩，保證在起泵初期、泵停機再啟動時能夠避免扭矩過大造成的泵抱死等問題；

(3)本發(fā)明提供的電潛螺桿泵的泵間隙值的確定方法以及電潛螺桿泵能夠 保證電潛螺桿泵的正常運轉(zhuǎn)，同時在正常運轉(zhuǎn)后定子橡膠膨脹，定子與轉(zhuǎn)子間有一定的密封性，可以保證泵有效舉升的工作壓差、排量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。