螺桿泵舉升性能的數(shù)值模擬研究.pdf

1、地面驅(qū)動螺桿泵是一種廣泛應(yīng)用于采油工程中的人工舉升裝置。螺桿泵在深井高溫和復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境下工作，定子橡膠會發(fā)生溫脹和溶脹，改變了定子內(nèi)腔型線形狀。型線的變化對螺桿泵系統(tǒng)的受力狀態(tài)和水力性能有重要影響。
　　 本文采用三維非線性有限元方法分析了螺桿泵定子在溫脹和溶脹下的力學性能，采用單向解耦方法分析了定子的非均勻溫度場。分析了橡膠定子溶脹下的長軸線性膨脹率曲線，并與溶脹實驗進行了對比和分析。建立了模擬實際螺桿泵定轉(zhuǎn)子的有限元模型，分

2、析了定子在溫脹和溶脹下的型線變化規(guī)律。在研究常規(guī)螺桿泵的基礎(chǔ)上，提出了基于溫脹和溶脹規(guī)律的定子型線改進設(shè)計方案，并計算了改進設(shè)計后螺桿泵的扭矩負載。計算結(jié)果表明，新型螺桿泵比常規(guī)螺桿泵有更好的工作性能，降低了扭矩負載及負載波動。
　　 本文模擬了定子橡膠和舉升液之間的流固耦合作用，計算了轉(zhuǎn)子上的液壓力、定子變形以及螺桿泵的漏失量。將模擬結(jié)果和實驗結(jié)果對比表明，所建立的流固耦合模型可以準確模擬定子變形以及螺桿泵的漏失狀況，而非耦合