等壁厚螺杆钻具定子管挤压成形的有限元分析

螺杆钻具定子的橡胶厚度不均匀是导致螺杆钻具的使用寿命较低和工作性能较差的主要原因之一,因此提出了等壁厚螺杆钻具定子滚压成形技术。建立了等壁厚螺杆钻具定子管挤压成形的有限元模型,并利用有限元分析软件对加工过程进行分析,得出工件温度、滚轮外形、进给速度对定子管轮廓线和加工载荷的影响,为今后等壁厚螺杆钻具定子滚压成形设备的研制提供参考依据。     

等壁厚螺杆泵定子的有限元分析

重点研究了等壁厚螺杆泵定子橡胶衬垫内轮廓线的变形规律,对其应力和应变分布情况作了辅助性分析;研究均匀内压作用情况下,考虑工作压差以及定子与转子的装配等所引起定子橡胶的变形和受力的变化.利用有限元分析软件Abaqus,对等壁厚螺杆泵定子进行研究,得出了螺杆泵定子在不同工况下的受力状态和变形规律,以及定子材料参数对变形规律的影响.利用此规律可对等壁厚螺杆泵进行优化设计,提高其工作效率.     

等壁厚螺杆钻具的结构及现场应用效果分析

螺杆钻具作为一种以钻井液为动力的工具,目前被广泛地应用于石油钻井施工过程中。与普通的螺杆钻具相比,等壁厚螺杆钻具作为一种新型的钻具,其在性能、技术以及使用效率上具有一定的优势,并得到了广泛的推广。阐述了等壁厚螺杆钻具的结构特点及其优势,并分析了等壁厚螺杆钻具在现场中的实际运用效果。     

等厚分层出料螺杆的设计和三维有限元分析

以螺旋输送机理论为基础,设计了一种等厚分层连续出料螺杆,介绍了其设计方法,通过理论分析推导出其参数变化规律;并借助大型有限元分析软件ANSYS进行线性静力学分析,验证了其结构强度的安全性,并根据其位移响应修正了其间隙设计参数,为后续的改进和优化提供了参考和借鉴。     

高温含砂原油中等壁厚螺杆泵定子衬套磨损分析

为研究高温采油工况下螺杆泵定子衬套的磨损情况,将定子橡胶在高温含砂原油中进行摩擦学试验,测出橡胶的摩擦因数。运用有限元分析方法,对螺杆泵等壁厚定子橡胶衬套进行接触非线性计算,研究工作压差、过盈量以及摩擦因数等多因素对定子衬套磨损的影响。分析结果表明：在工作温度60℃、压差0.5MPa的工况下,橡胶衬套最大等效应力和等效应变出现在定子衬套外侧,最大等效应力和等效应变随着过盈量和摩擦因数的增大而增大,摩擦因数对定子橡胶衬套的磨损影响相对较小,选择合适的过盈量有助于减小磨损,提高效率。     

微小尺寸等壁厚不锈钢螺旋管充液压制成形方法研究

为了解决常规螺杆钻具寿命短与微小尺寸螺杆钻具等壁厚定子难加工的问题,本文采用充液压制成形工艺加工微小尺寸等壁厚螺旋管,基于304不锈钢拉伸实验,建立了充液压制成形等壁厚螺旋管有限元模型,用数值模拟方法研究管件外径、壁厚、液压力大小、液压力加载路径、压制速度、摩擦系数对螺旋管质量的影响。结果表明,管件外径为51.8 mm,壁厚为5.3 mm时,螺旋管质量较好,最大液压力为650 MPa,液压力加载路径为路径5,模具挤压速度为0.429 m/s,摩擦因数不超过0.125时,螺旋管加工质量较好,导程误差近似为0,壁厚误差小于8%,平均厚度为5 mm,螺旋管中部壁厚误差小于3%。研究结果可为生产实际中微小尺寸等壁厚不锈钢螺旋管的成形工艺提供参考。     

不同高温浆体中螺杆钻具定子衬套的摩擦规律

定子橡胶衬套的磨损易导致螺杆钻具工作效率降低或过早发生失效。为研究钻井工况下橡胶衬套的摩擦磨损特性,对定子橡胶衬套在干磨状态以及不同浆体介质中的状态进行了摩擦学试验,并对橡胶磨损量进行称量。试验结果表明：在干磨和各浆体介质中,中低载荷和低转速情况下,橡胶的摩擦因数随着载荷和转速增大而减小,橡胶的磨损量随载荷和转速的增大而增大;在浆体介质中,橡胶磨损量随泥浆密度的增大而增大。衬套的磨损机理主要表现为滞后磨损、氧化降解和微切削作用磨损。     

螺杆钻具马达啮合模型及其应用

螺杆钻具马达定转子之间的过盈量决定了马达的密封性能并对其机械性能产生重要的影响,确定定转子之间合理的过盈量对提高马达的机械性能具有重要的意义。基于赫兹接触理论,建立了马达定子、转子二维啮合模型,遵循接触力系平衡原理,通过迭代方法得到转子运动的中心轨迹和法向过盈量。通过测量两只具有不同理论过盈量的马达定转子廓形,利用啮合模型得到其计算过盈量,并且与理论过盈量进行对比,结果表明:相较于理论过盈量,计算过盈量的值偏大。同时,对两只钻具进行整机试验,对比其机械性能发现计算过盈量更能合理解释马达的实验结果,并且计算过盈量处于合理的数值时,螺杆钻具马达将获得良好的机械性能。     

等壁厚螺杆泵密封性能有限元分析

利用有限元分析软件建立等壁厚螺杆泵的二维模型,分析计算等壁厚螺杆泵在承受不同内压力和压差作用下的接触压力,得出等壁厚螺杆泵的临界接触压力曲线,并与普通螺杆泵进行对比.结果表明:随着内压力的增加接触压力相应减小,等壁厚螺杆泵比普通螺杆泵接触压力大,减小速度慢;随着压差的增加接触压力相应增加,等壁厚螺杆泵比普通螺杆泵接触压力大;临界接触压力随着密封腔内压力的增加而减小,等壁厚螺杆泵比普通螺杆泵的临界接触压力大,减小速度慢.     

等壁厚螺杆泵采油技术

常规螺杆泵定子由于橡胶厚度不均匀而导致其存在受力、散热和溶胀不均匀等问题,等壁厚定子螺杆泵是在常规螺杆泵的基础上发展的新机型,它通过改变泵体结构,能够保证定子橡胶厚度均匀,从而改善了螺杆泵工作性能,解决了常规螺杆泵定子技术的不足。论述了等壁厚定子螺杆泵的性能优势,对等壁厚定子螺杆泵应用前景进行了探讨。     

螺杆钻具接头热镦挤成形技术研究

概述了塑性成形的基本原理,分析了螺杆钻具接头在热镦挤成形过程中载荷随工件变形量的变化、工件表面应力以及工件在成形过程中的金属流动情况,确定了螺杆钻具接头热镦挤成形所需要的镦挤压力和成形温度,设计了热镦挤成形试验装置的基本结构,并通过试验验证了这种螺杆钻具接头加工方法的可行性。     

单螺杆泵定子橡胶的接触磨损分析

采用有限元法对常规单螺杆泵和等壁厚定子单螺杆泵的定子橡胶和螺杆进行接触非线性计算,得到了螺杆与定子在不同位置接触时变形及剪应变云图;分析了定子接触磨损的特点及规律,并进行了比较。结果表明：常规单螺杆泵定子与螺杆在圆弧顶接触时,剪应变和变形最大,定子两圆弧对角磨损最严重,同时定子的磨损随过盈量增大而明显增大;而等壁厚螺杆泵则在中间位置接触时,剪应变和变形最大,且最大剪应变位于定子的外表面。由于目前还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和接触状态进行测试的有效手段,本文为定子的优化设计提供了理论基础和有效的数值模拟方法。     

螺杆钻具、螺杆泵性能计算机辅助测试系统的设计

开发了螺杆钻具、螺杆泵性能计算机辅助测试 (CAT)系统 ,介绍了该系统的硬件构成以及数据采集处理软件的模块功能及设计方法     

单螺杆泵转子在定子衬套中运动接触迹的研究

单螺杆泵在抽汲高黏度、高含气量和高含砂量的原油方面具有独特的效果，在机械采油设备方面被广泛应用。单螺杆泵的核心部件是定子和转子。通过研究转子在定子衬套中的运动接触迹，确定镗削刀具加工轨迹，从而实现具有内螺旋孔的金属定子的加工，以其作为衬套替代传统的橡胶衬套。     

螺杆钻具十字万向轴运动副球面磨损规律

螺杆钻具十字万向轴是传递扭矩和转速的关键结构,其运动副中锁紧轴与球座之间产生相对滑动而导致本体结构加速磨损,显著降低了万向轴的使用寿命。为研究锁紧轴与球座的圆弧面半径对滑动磨损的影响规律,建立多种圆弧面半径的三维磨损仿真物理模型;基于赫兹接触理论和Archard磨损理论研究不同半径条件下的体积磨损量、最大变形量、最大滑移距离和最大穿透深度的变化规律;借助现场试验进一步研究非密封十字万向轴的锁紧轴和球座之间滑动磨损后所呈现的结构形态和易磨损区域分布。结果表明：在一定范围内,随着圆弧面半径逐渐增大,体积磨损量呈现先减小后增加的趋势,最大滑移距离和最大穿透深度逐渐减小,最大变形量受圆弧面半径的影响较小,推荐最优半径为28~30 mm。仿真分析和现场试验结果表明,锁紧轴和球座侧滑会导致锁紧轴圆弧凸面沿圆周方向出现明显的磨损且边沿处出现“尖角”,球座圆弧凹面边沿厚度减小,形成环形凹槽且呈“卷曲变形”。该研究可以为十字万向轴的运动副的结构优化设计及耐磨性的提高提供参考。     

基于摩擦学系统理论的采油螺杆泵定子橡胶磨损分析

定子橡胶在原油介质下的减摩耐磨特性是衡量采油螺杆泵的主要技术指标之一。采油螺杆泵的运行环境复杂,影响其定子橡胶磨损的因素较多,属于典型的非线性系统问题。基于摩擦学系统理论,以橡胶定子、金属转子、石油介质、螺杆泵机械结构为主要元素,构建出采油螺杆泵的摩擦学系统框架;列出各元素特性,分析各元素之间的相互联系,并提出求解方法;对螺杆泵定子橡胶材料去除的摩擦学机制进行归纳,并初步讨论摩擦学机制与该摩擦学系统的关系。     

数控机床滚珠丝杠间隙的消除

滚珠丝杠螺母副及其支撑系统由于各种原因而产生各种形式的间隙,影响数控机床的运行精度和加工质量。文中根据滚珠丝杠的结构来分析各种间隙产生的原因,并有针对性地提出消除滚珠丝杠间隙的方法与具体步骤。