螺杆马达流固耦合动态仿真及正交数值试验研究

发布时间：2020-03-30 16:58

【摘要】：石油、天然气等地下矿产资源是当今世界使用量最大的能源,也是世界各国争相抢占、勘探和开采的能源。螺杆钻具正是勘探和开采这些矿产资源的钻进工具。不光如此,螺杆钻具由于其优秀的性能,还被广泛地应用到其他钻进工作中。螺杆马达(PDM)作为螺杆钻具的动力组件,往往是螺杆钻具最容易发生破坏的组件。螺杆马达的工作条件,比如工作液粘度、入口出口压差、阻力矩等,对其结构的安全性影响很大。国内外学者研究了这些因素对螺杆马达工作特性的影响,取得了很多重要成果。然而他们大多是采用单因素方法进行研究,并没有研究多种因素对螺杆马达工作特性影响的强弱关系。本文选取螺杆马达作为研究对象,首先对模型进行了空载和工作状态下的三维流固耦合动态仿真,验证了模型的合理性。然后针对螺杆马达输出功率,重点研究了工作液粘度、入-口出口压差、阻力矩三个因素对其的影响;在此基础上,设计了正交试验,通过方差分析得到了三个因素影响的主次关系,确定了最佳工况组合;最后进行了验证试验,成功验证了正交试验结果的正确性。综上所述,本文研究成果可以反映不同因素对螺杆马达影响的规律以及强弱关系,可以指导螺杆马达选择最佳工况,达到最佳工作效率。
【图文】：

图 2-1 螺杆钻具内部结构三维透视渲染图图 2-1 展示了螺杆钻具主要结构，从右至左依次为：旁通阀、防掉、螺杆马达、万向轴和传动轴总成，这五部分各自发挥其功能，将螺杆马达钻井液的水力能转化为机械能，带动钻头转动，完成破岩钻进。接下来将依次简要介绍各部分的结构和功能，最后重点介绍马达总成。2.1.1 旁通阀总成

图 2-1 螺杆钻具内部结构三维透视渲染图1 展示了螺杆钻具主要结构，，从右至左依次为：旁通阀、防掉、动轴总成，这五部分各自发挥其功能，将螺杆马达钻井液的水动钻头转动，完成破岩钻进。接下来将依次简要介绍各部分的结绍马达总成。通阀总成
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE921.2;O353.4

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本文编号：2607802