新式无杆抽油单螺杆泵的关键技术研究

发布时间：2017-04-20 19:15

  本文关键词：新式无杆抽油单螺杆泵的关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，国民经济的快速发展离不开石油行业的兴起，石油产量的增加加快了我国现代化的进程，目前石油开采所用设备有；潜油螺杆泵，地面驱动螺杆抽油泵等，这些设备自身都存在着致命的不足，使得检泵周期缩短，一次性投入大，造成了经济上，人力，物力上都有着不同程度的损耗。针对这一现状，本文针对新型装置，无杆抽油单螺杆泵进行研究，无杆抽油单螺杆泵利用油液本身作为动力媒介，延长了螺杆泵的使用寿命，，减小了能量损失。 本文首先建立了无杆抽油系统的流体计算模型，推导了流体流动的连续性方程，对油液上升状态进行了分析，处于有旋上升，对油液流动过程中的能量损失进行了分析，简述无杆抽油螺杆泵的基本工作原理，针对系统进行了动力匹配计算，以及关键点的压力流量计算，同时给出了更大举升高度的系统相关参数。 其次针对螺杆泵举升压力进行了有限元分析，首先建立了螺杆泵的流体与固体计算模型，明确了有限元分析的非线性问题，有几何非线性，材料非线性，接触非线性。对单螺杆泵的基本工作原理进行分析，同时推导出了腔室内压力的传递规律。利用有限元分析软件对螺杆泵的基本工作过程进行模拟，得出了各个过程中接触压力与腔室内压力之间的关系，最后建立了螺杆泵整体的压力场分布。对无杆采油系统举升性能进行了进一步评估与分析。同时对影响螺杆泵举升性能的因素进行了研究，分析各因素对螺杆泵举升性能影响规律。 最后对无杆抽油系统中螺杆泵与螺杆马达转子的连接方案进行了分析，分析了转子中心的运动规律，建立了螺杆泵动力学计算模型，对转子所受液压力作用进行了推导与计算。对影响直连方案的因素进行了分析，液压力对螺杆泵与螺杆马达作用效果的不同影响二者转子的同轴，螺距误差影响同轴，定子反作用力的影响等，导致直连方案无法实现。
【关键词】：水力驱动 螺杆泵 动力匹配 接触压力分析 举升性能
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH327
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 有杆螺杆泵国内外研究现状及发展情况10-11
• 1.2 无杆抽油系统研究概述11-12
• 1.3 无杆抽油系统与有杆抽油系统12-13
• 1.4 无杆抽油系统优势13
• 1.5 本课题研究主要内容13-14
• 1.6 本课题研究的目的及意义14-15
• 第二章 无杆抽油螺杆泵系统计算15-25
• 2.1 无杆抽油系统流体力学理论分析15-18
• 2.1.1 流体能量转换规律及计算模型建立15-17
• 2.1.2 油液有旋上升17
• 2.1.3 无杆抽油系统工作原理17-18
• 2.2 无杆抽油系统动力匹配计算18-24
• 2.2.1 螺杆泵初定基本参数18-19
• 2.2.2 螺杆泵关键点的压力及流量的计算19-20
• 2.2.3 螺杆马达及螺杆加压泵参数计算20-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 无杆抽油系统举升压力有限元分析25-55
• 3.1 建立无杆抽油系统模型25-27
• 3.1.1 举升过程流体计算模型的建立25
• 3.1.2 举升过程固体计算模型的建立25-27
• 3.2 有限元分析结构的非线性27-33
• 3.2.1 几何非线性27-29
• 3.2.2 材料非线性29-30
• 3.2.3 接触非线性30-33
• 3.3 腔室压力分布规律研究33-36
• 3.3.1 单螺杆泵工作原理及基本工作过程33-34
• 3.3.2 腔室内部压力的变化34-36
• 3.4 有限元分析模型的建立及密封原则36-38
• 3.4.1 有限元模型的建立36
• 3.4.2 单螺杆泵的密封原则36-38
• 3.5 举升压力传递规律有限元分析38-51
• 3.5.1 油液推移过程模拟38-40
• 3.5.2 排出端压力升高过程模拟40-43
• 3.5.3 密封腔室泄露恢复过程模拟43
• 3.5.4 腔室内压力升高过程模拟43-47
• 3.5.5 压力场的建立47-51
• 3.6 影响螺杆泵举升性能的因素分析51-54
• 3.6.1 橡胶的主要参数对螺杆泵举升性能影响51-53
• 3.6.2 过盈量对举升性能的影响53-54
• 3.7 本章小结54-55
• 第四章 无杆抽油系统转子连接方法55-66
• 4.1 连结形式简介55-56
• 4.2 转子中心运动规律分析56-58
• 4.3 无杆抽油螺杆泵动力学研究58-63
• 4.3.1 动力学模型的建立58-60
• 4.3.2 螺杆泵转子空间液压力分析60-61
• 4.3.3 液压力施压的转子转矩分析61-62
• 4.3.4 转子惯性力计算62-63
• 4.4 无杆抽油系统转子直连方案分析63-65
• 4.4.1 液压力作用影响同轴63-64
• 4.4.2 螺距误差影响同轴64-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 结论66-67
• 参考文献67-69
• 在学研究成果69-70
• 致谢70

【共引文献】

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本文编号：319365