螺桿泵的內(nèi)容運(yùn)動及作用

螺桿泵是一種旋轉(zhuǎn)容積式泵，它兼有容積泵和離心泵的優(yōu)點(diǎn)。地面驅(qū)動螺桿泵起源于20 世紀(jì)80年代初期，隨著三次采油技術(shù)的發(fā)展，螺桿泵采油技術(shù)作為的人工舉升方法之一，已在油田廣泛應(yīng)用，并取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。螺桿泵勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，無機(jī)械和液流的慣性損失，既能適用于一般原油井的生產(chǎn)，又能適用于高粘度、高含砂油井的生產(chǎn)。螺桿泵在工作過程中，泵壓的影響尤為重要，如果泵壓不當(dāng)，不但使螺桿泵的泵效下降，而且還會影響泵的使用壽命。實(shí)際工作中螺桿泵系統(tǒng)是封閉的，很難去理解和把握螺桿泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中液壓對定轉(zhuǎn)子的作用。一般采取在外部找個適當(dāng)?shù)姆椒y試一些數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)得出規(guī)律推斷螺桿泵內(nèi)部運(yùn)動和相互作用。廣大工程技術(shù)人員對螺桿泵泵效進(jìn)行研究，提出了產(chǎn)生漏失的原因。

但是，這些研究主要是基于經(jīng)驗(yàn)的解釋，不能真實(shí)地描述螺桿泵的漏失和磨損的內(nèi)在機(jī)理。本文對螺桿泵系統(tǒng)進(jìn)行流體動力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)三維數(shù)值模擬和分析，提出了一種新的螺桿泵漏失和磨損的力學(xué)機(jī)理。計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)分析螺桿泵內(nèi)部液腔壓力分布和液壓對轉(zhuǎn)子的作用載荷。采用有限元方法(FEM)對螺桿泵系統(tǒng)定轉(zhuǎn)子過盈接觸進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，分析了液壓作用在轉(zhuǎn)子上的力引起定轉(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。