螺杆泵定转子合理过盈量确定方法研究

论文摘要

螺杆泵定转子合理过盈量的确定是指在掌握定子橡胶的物理特性,特别是橡胶的热膨胀和溶胀性能的基础上,通过合理设计螺杆泵定转子初始装配过盈量、温胀量、介质溶胀量和其它因素引起的过盈量来实现,采取的方法可以是针对其中某一项或多项参数进行调整,使定转子过盈量保持在一个合理的范围,在保证泵的有效排量和举升能力的情况下使泵的负载特性比较平稳,来实现低能耗,长寿命。本文从结构力学、热力学、流体力学三个角度来分析和讨论了转子在定子衬套中的运动规律及定子内腔型线变化对螺杆泵过盈量的影响。结果表明分别减小转子截面圆直径与减小转子偏心距都可以减小密封线上的过盈接触力,减小转子的截圆直径能迅速减小最大接触过盈力,而转子偏心距的减小能使得密封线处的密封能力更加均匀一些。由于实际工况下定子橡胶的温溶胀,可以考虑通过修改转子截面圆直径和偏心的办法来保证密封能力的同时减小定转子之间的摩擦扭矩。通过对国产橡胶与国外橡胶的对比分析及国内定子橡胶的耐介质性能分析,发现国外胶的配合优于国产胶。由于井下高温、高压、油气盐碱使用条件复杂、苛刻,不同区块的定子橡胶的应用,充分考虑橡胶的不同硬度在不同工况下的使用性能,并对具体的耐介质性能进行综合评价,尽可能模拟井下情况和介质,符合实际使用情况。螺杆泵定子橡胶工况下的性能影响合理过盈量螺杆泵的应用效果,从而对螺杆泵的应用特性产生影响,评价不同橡胶的使用性能,应充分考虑所应用的工况条件。本文提出了调整转子直径和偏心的合理过盈量的确定方法,充分考虑了橡胶膨胀的不均匀性,改善了工况条件下定转子配合状态,提高了螺杆泵工作性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 螺杆泵采油系统基础
• 1.1 螺杆泵采油系统的组成
• 1.1.1 螺杆泵的组成
• 1.1.2 螺杆泵工作原理
• 1.1.3 螺杆泵定、转子的线数、线型及旋向、转向和流向之间的关系
• 1.1.4 螺杆泵三个基本结构参数
• 1.1.5 螺杆泵理论排量公式
• 1.1.6 螺杆泵的三个基本要求
• 1.1.7 螺杆泵的特点及优点
• 1.2 螺杆泵的工作特性
• 1.2.1 排量特性
• 1.2.2 负载特性
• 第二章 螺杆泵系统仿真理论研究
• 2.1 螺杆泵运动学与动力学基础
• 2.1.1 莫依诺（Moyno）原理
• 2.1.2 螺杆泵定转子型线方程
• 2.1.3 啮合线方程与密封腔的运动学分析
• 2.1.4 转子运动规律分析
• 2.1.5 螺杆泵单级承压能力分析
• 2.2 定转子之间的过盈接触力分析
• 2.3 定转子接触力仿真分析
• 2.4 过盈摩擦扭矩的优化分析
• 2.4.1 应力分布图
• 2.4.2 过盈摩擦引起的扭矩输出
• 2.4.3 改变偏心距
• 2.5 螺杆泵定子温度场和型线变化分析
• 2.5.1 应力应变场分析
• 2.5.2 温度场分布
• 2.5.3 型线变化规律
• 2.5.4 讨论
• 2.6 流固耦合分析
• 2.7 本章小结
• 第三章 螺杆泵定子橡胶评价技术
• 3.1 国产胶与国外胶性能对比分析
• 3.1.1 对比实验数据
• 3.1.2 实验数据分析
• 3.1.3 三种定子橡胶的综合评价
• 3.2 国产定子橡胶的比较分析
• 3.2.1 0 号柴油介质
• 3.2.2 水驱原油
• 3.2.3 聚驱原油
• 3.3 本章小结
• 第四章 螺杆泵定转子合理过盈量确定方法
• 4.1 螺杆泵合理过盈量设计基础
• 4.2 螺杆泵合理过盈设计方法
• 4.2.1 调整转子截圆直径
• 4.2.2 调整转子偏心
• 4.2.3 过盈值的优化方案
• 4.2.4 过盈优化举例
• 4.3 不同区块螺杆泵配泵标准
• 第五章 合理过盈螺杆泵现场试验
• 5.1 现场总体试验情况
• 5.2 现场数据分析
• 5.3 试验效果评价
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要