螺桿泵采油系統(tǒng)作為非常重要的采油人工舉升方式,已得到廣泛的研究和應(yīng)用,傳統(tǒng)的螺桿泵定子襯套由橡膠材料制成,難以適應(yīng)熱采油井中高溫和腐蝕性的工作條件,一種新型的定子和轉(zhuǎn)子都由金屬制成的金屬定子螺桿泵,可對(duì)這些復(fù)雜的工作條件具有很好的適應(yīng)性,因此研究金屬定子螺桿泵的舉升性能對(duì)于油田采油提高泵效、降低成本,具有重要意義。本文分析了金屬定子單螺桿泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),研究了金屬定子螺桿泵的相關(guān)線型理論及其工作原理,總結(jié)出金屬定子螺桿泵結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)對(duì)于螺桿泵舉升工作性能可能造成的的影響,并通過(guò)對(duì)金屬定子螺桿泵兩種間隙結(jié)構(gòu)的分析,采用縫隙流常見(jiàn)模型的流量計(jì)算公式推導(dǎo)出金屬定子螺桿泵間隙的泄漏量計(jì)算公式,利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件（CFD）對(duì)金屬定子螺桿泵流場(chǎng)模型進(jìn)行數(shù)值模擬,采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)定義流場(chǎng)的邊界運(yùn)動(dòng)及變形,模擬流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程,通過(guò)計(jì)算得出金屬定子螺桿泵在純液態(tài)介質(zhì)下工作下壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)變化過(guò)程,以及金屬定子螺桿泵在不同壓差、介質(zhì)粘度、轉(zhuǎn)速、定轉(zhuǎn)子間隙值下的泄露情況,并與推導(dǎo)出的公式進(jìn)行驗(yàn)證,由于采油過(guò)程中介質(zhì)經(jīng)常是油氣混合的狀態(tài),金屬定子螺桿泵定轉(zhuǎn)子又采用間隙配合的方式,因此研究氣液兩相介質(zhì)下... 

【文章來(lái)源】：東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

金屬定子螺桿泵舉升工作示意圖

圖 2-2 單頭金屬定子螺桿泵不同位置定子內(nèi)腔截面圖 2-2 所示，定子內(nèi)腔截面形狀形成旋轉(zhuǎn)循環(huán)變化的過(guò)程，同時(shí)定子化過(guò)程也代表了轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部公轉(zhuǎn)的過(guò)程。轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)加上繞定子中，從而這樣的內(nèi)壁形狀與轉(zhuǎn)子表面嚙合形成循環(huán)推移的腔室，完成介質(zhì)作。 金屬定子螺桿泵的線型理論金屬定子螺桿泵是由定子和轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔內(nèi)做行星運(yùn)動(dòng)腔的曲面和轉(zhuǎn)子的表面曲面嚙合形成一個(gè)個(gè)密封腔室，并由于運(yùn)動(dòng)的室沿軸向空間移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的舉升[32]。定-轉(zhuǎn)子的嚙合運(yùn)動(dòng)過(guò)程是整個(gè)采油螺桿泵系統(tǒng)的核心，而定轉(zhuǎn)子的嚙其型線的形成直接關(guān)聯(lián)，對(duì)螺桿泵的研究，研究其線型的形成原理是必主要研究的是單頭的金屬定子螺桿泵，采油單螺桿泵定轉(zhuǎn)子正視橫截面是擺線（也可稱作螺桿泵的骨線）及其共軛曲線向外等距曲線得到的單頭的金屬定子螺桿泵的轉(zhuǎn)子可視為，半徑為R的圓（轉(zhuǎn)子截面的半徑偏心距為e,螺距為T的螺旋線連續(xù)運(yùn)動(dòng)所留下的軌跡部分，與之相嚙合

距離被定義為動(dòng)點(diǎn)劇e,滾圓r1半徑與e的比定義為擺線的變幅系數(shù)k[34]，如圖2-3;圖2-3 內(nèi)擺線的形成（包心法）圖2-4 金屬定子螺桿泵轉(zhuǎn)子空間曲面投影示意圖T 為一個(gè)轉(zhuǎn)子的導(dǎo)程；e 表示轉(zhuǎn)子偏心距；R 為轉(zhuǎn)子的半徑，β是位于轉(zhuǎn)子截面圓上的某一點(diǎn)繞轉(zhuǎn)子中心旋轉(zhuǎn)的角度,即為轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)角度；α 是位于轉(zhuǎn)子截面圓上的某一點(diǎn)繞定子中心嚙合軸旋轉(zhuǎn)的角度，即為轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)的角度,采油單螺桿泵定子骨線或轉(zhuǎn)子骨線大多是擺線線型,擺線即為骨線，一個(gè)圓的圓心在擺線上以一個(gè)固定的半徑沿著擺線移動(dòng)，從而形成的等距線即是定子或者轉(zhuǎn)子端面的型線，即得到了定轉(zhuǎn)子的共軛曲線，就可以等距出對(duì)應(yīng)的定子轉(zhuǎn)子輪廓線型[35]。轉(zhuǎn)子和定子端面型線的不同形狀代表了不同頭數(shù)的單螺桿泵,定子轉(zhuǎn)子端面型線頭數(shù)2:1時(shí),即為單頭螺桿泵

【參考文獻(xiàn)】：
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[3]偏心回轉(zhuǎn)油氣混輸泵內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李洋.西南石油大學(xué) 2016
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[5]管道氣液兩相流流型及熱—流—固耦合數(shù)值模擬研究[D]. 阮龍飛.長(zhǎng)江大學(xué) 2015
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[8]平直管段下不同直徑管道車運(yùn)移時(shí)的縫隙流流速特性研究[D]. 井元昊.太原理工大學(xué) 2014
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