【摘要】：采油螺桿泵是一種新興的人工舉升設(shè)備。目前采油螺桿泵的應(yīng)用范圍還有諸多限制,如何提高螺桿泵的泵效和舉升能力是目前急需解決的技術(shù)難題。本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11502051)的資助下,對(duì)采油螺桿泵剛?cè)崧菪孢M(jìn)行周期性的接觸密封、開合的動(dòng)力學(xué)研究。研究多場(chǎng)耦合作用下采油螺桿泵定子的溫度場(chǎng)規(guī)律,通過改變螺桿泵模型相關(guān)參數(shù),分析各參數(shù)對(duì)螺桿泵定子變形及溫度場(chǎng)的影響規(guī)律。根據(jù)單螺桿泵型線方程,對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的單螺桿泵三維模型進(jìn)行參數(shù)化構(gòu)建。采用ICEM CFD軟件進(jìn)行六面體單元參數(shù)化網(wǎng)格劃分。分析單螺桿泵運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律并考慮雙重材料非線性,通過接觸對(duì)的建立和邊界條件的施加,建立采油螺桿泵三維有限元分析模型。隨著單元尺寸的減小和定轉(zhuǎn)子間過盈量的增加,螺桿泵定子變形不斷增加,據(jù)此確定單螺桿泵有限元模型的單元尺寸和過盈量。從空間位置看,轉(zhuǎn)子載荷施加位置的定子內(nèi)表面直線段變形最大,定轉(zhuǎn)子半圓形接觸帶應(yīng)力最大,定轉(zhuǎn)子側(cè)面接觸帶接觸壓力最大;從時(shí)間歷程看,定子內(nèi)表面在下一時(shí)刻與轉(zhuǎn)子發(fā)生接觸位置變形最大,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,定子直線段變形大、持續(xù)時(shí)間長,半圓段的相互作用力更大、變化更加劇烈。與常規(guī)螺桿泵相比,等壁厚螺桿泵定子變形更小,定轉(zhuǎn)子間的相互作用力分布更均勻,等壁厚螺桿泵定子的變形響應(yīng)速度加快。多場(chǎng)耦合作用下,過盈量、摩擦系數(shù)、損耗因子、轉(zhuǎn)速會(huì)影響定子襯套溫度場(chǎng)。極端條件下下考慮單一熱源影響,常規(guī)螺桿泵定轉(zhuǎn)子間過盈量臨界點(diǎn)為0.27mm,等壁厚螺桿泵定轉(zhuǎn)子間過盈量臨界點(diǎn)為0.276mm;常規(guī)螺桿泵定轉(zhuǎn)子間摩擦系數(shù)臨界點(diǎn)為0.55,等壁厚螺桿泵定轉(zhuǎn)子間摩擦系數(shù)臨界點(diǎn)為0.528。過盈量、損耗因子和螺桿轉(zhuǎn)速共同影響滯后生熱,過盈量0.5mm、損耗因子小于0.5和過盈量小于0.5mm時(shí),螺桿泵可正常工作;極端條件下,避免定子被燒壞的前提下為了獲得更高的螺桿轉(zhuǎn)速臨界點(diǎn),可通過采用較低損耗因子的定子橡膠來實(shí)現(xiàn)。
【圖文】：

單螺桿泵定子襯套圖

單螺桿泵螺桿圖
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE933.3

【參考文獻(xiàn)】

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

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本文編號(hào)：2603474