螺桿泵系統(tǒng)液壓對結(jié)構(gòu)作用機理的數(shù)值模擬研究.pdf

1、螺桿泵作為一種人工舉升工具在采油工程中得到廣泛應(yīng)用，但由于其位于深井下，對其內(nèi)部運行情況的試驗研究非常困難。以前的研究主要是基于經(jīng)驗的解釋，沒有給出實際工況下螺桿泵內(nèi)部液壓作用機理、轉(zhuǎn)子運動規(guī)律等，尤其是缺乏對實際三維結(jié)構(gòu)的研究。 本文采用有限體積法和有限元法兩種方法，對大慶油田廣泛使用的特定泵型進行了基于三維實際結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬研究，闡述了轉(zhuǎn)子運動過程中泵內(nèi)各個腔室的壓強變化規(guī)律以及壓強分布對螺桿泵定轉(zhuǎn)子的影響，進一步提出了采油

2、過程中產(chǎn)生漏失和定子磨損的力學機理。計算流體動力學(CFD)分析得到螺桿泵內(nèi)部液腔壓力分布和液壓對轉(zhuǎn)子的作用力。采用有限元方法(FEM)對三維螺桿泵系統(tǒng)定轉(zhuǎn)子過盈接觸進行了數(shù)值模擬，分析了液壓作用在轉(zhuǎn)子上的力引起的定轉(zhuǎn)子之間相互嚙合關(guān)系，討論了單螺桿泵系統(tǒng)受液壓作用的影響。結(jié)果表明，液壓力是螺桿泵產(chǎn)生漏失的主要原因之一，而液壓力矩是定子產(chǎn)生磨損的主要原因之一。 這些數(shù)值模擬研究從流體和結(jié)構(gòu)耦合作用角度分析了螺桿泵的工作特性，揭示