采油单螺杆泵定子磨损特性试验研究

发布时间：2020-05-26 01:10

【摘要】：采油单螺杆泵是油田重要的举升设备。由于橡胶材料作为采油单螺杆泵的定子材料,在实际工况下经常受到混合举升液体、井下温度及交变载荷等不同影响因素的影响,因此易导致采油单螺杆泵定转子间的磨损失效,从而严重影响其运行使用寿命。本文对单螺杆泵转子—定子衬套间的运动学特性进行分析,理论分析在其运动过程中转子与定子的接触滑动速度的分布规律;应用试验方式对螺杆泵定子的温胀与溶胀的特征进行分析,获得定子溶胀变形量高于定子温胀变形量的规律。创建不同工况、过盈量及温度的螺杆泵有限元模型,对其力学特征进行分析,获得螺杆泵定子剪应力和接触应力的分布规律,判定了最易产生磨损的危险部位。做螺杆泵定子磨损试验,需确定试验对象、试验介质、试验设备及分析方法。为快速、有效的研究螺杆泵定子橡胶的磨损特性,根据螺杆泵工作特性,研制了一套模拟螺杆泵定子加速磨损的试验设备。该磨损试验设备的转子为16齿型梅花形状,转速为1500r/min,功率2.2kw,则可以实现磨损试验加速240倍,可以实现对不同介质、不同温度以及不同过盈量条件下的螺杆泵定子磨损试验。在综合分析采油螺杆泵定子材料特性和运用的实际工况环境的基础上,利用自行研制的螺杆泵定子磨损试验设备,进行水浸与油浸工况,4个过盈量,5种温度,不同磨损试验时间段下的定子橡胶磨损试验,分别对水浸与油浸条件下螺杆泵定子磨损试验结果进行分析,从而获得螺杆泵定子磨损量随时间、温度及过盈量的磨损规律、定子橡胶磨损表面形貌及可能产生的磨损类型。通过上述研究,能比较全面地叙述采油单螺杆泵定子(橡胶)的磨损规律及主要磨损类型,为延长单螺杆泵使用寿命提供理论依据。
【图文】：

图 1.1 采油单螺杆泵转子结构示意图泵定子内表面是由半径为D/2的两个半圆与长度为4e的两条直线组衬套内螺旋面由上述的断面轮廓绕其轴线进行转动并沿该轴线移杆泵定子衬套结构示意图，如图 1.2 所示。图 1.2 采油单螺杆泵定子衬套结构示意图与定子间的轴线相差一偏心距 e 的距离，转子外表面与定子内表面

图 1.2 采油单螺杆泵定子衬套结构示意图子间的轴线相差一偏心距 e 的距离，转子外表面与定子内所形成的啮合线将空间划分为轴向距离为 2t 的连续的封图 1.3 单头单螺杆泵示意图进行工作时，转子在定子内作行星运动，即转子在围绕其，又围绕与之相啮合的定子轴线进行公转。螺杆泵是依靠
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE933.3

【参考文献】

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本文编号：2681037