采油单螺杆泵转子在定子型腔内运动受力分析

螺杆泵转子在定子型腔内自转的同时绕定子中心公转,不同的接触位置所受定子橡胶作用力不同,引起螺杆泵运行过程中的振动。依据采油单螺杆泵转子在定子内的运动特点,将转子在定子内单个周期运动分为曲线运动区间和直线运动区间,分析了转子在曲线和直线运动区间受力状态,建立了转子在定子型腔动力学模型。鉴于定子橡胶厚度的变化及橡胶自身非线性因素的影响,采用有限元的方法,运用ABAQUS软件分析了转子在定子型腔内不同位置的受力状态,得到受力状态随接触位置和橡胶厚度的变化关系。     

基于单向流固耦合的采油单螺杆泵容积效率分析

为研究采油螺杆泵的容积效率,建立螺杆泵有限元仿真模型,使用流固耦合方法分析单级压差对定子橡胶的变形规律,推导了对螺杆泵定子密封和泄漏影响较大XY方向变形量的计算式。根据定子橡胶变形量和初始过盈量,得到螺杆泵泄漏量,计算出容积效率,并对其进行试验验证;利用该方法,分析了螺杆泵定子导程、初始过盈量、偏心距等结构参数和单级压差、转速、流体黏度等工作参数对容积效率的影响规律,结果表明：容积效率随定子导程的增加而降低,在压差为0.6 MPa下容积效率由47%降至30%;随着初始过盈量的增加而升高,在压差为0.6 MPa下容积效率由31%增至71%;随着单级压差的增加而降低,在过盈量为0.28 mm下容积效率由98%降至16%;随着转速的增加而升高,在过盈量为0.178 mm下容积效率由8%增至69%;随着流体黏度的增大而升高,在过盈量为0.178 mm下容积效率由38%增至85%;随偏心距的增大变化不大,容积效率由96%降至94%。