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1、外擺線型采油螺桿泵舉升性能研究 報 告 人 ： 導 師 ： 專 業(yè) ： 機 械 工 程2 0 1 級 碩 士 開 題 報 告 選題的科學依據(jù)1目錄 發(fā)展現(xiàn)狀2 研究計劃3 開題條件4 選題目的 單 螺 桿 泵 普 遍 采 用 普 通 內(nèi) 擺 線 作 為 骨 線 ， 內(nèi) 擺 線的 固 定 接 觸 點 在 轉(zhuǎn) 子 上 。 改 用 外 擺 線 作 為 骨 線 ， 固 定 接 觸 點 在 定 子 上 。 橡 膠 作為 轉(zhuǎn) 子 材 料 的 螺 桿 泵 ， 檢 泵 時 只 需 取 出 抽 油 桿 和 轉(zhuǎn) 子 ， 換上 新 轉(zhuǎn) 子 即 可 重 新 使 用 ， 避 免 了 取 出 油 管 的 麻 煩 。 目

2、前 油 田 已 進 入 三 次 采 油 階 段 ， 低 儲 量 井 、 深 井 和 超深 井 增 多 ， 工 況 復 雜 ， 開 采 難 度 加 大 ， 要 求 螺 桿 泵 朝 著大 排 量 、 長 壽 命 、 滿 足 深 井 和 超 深 井 舉 升 的 方 向 發(fā) 展 。螺 桿 泵 的 舉 升 性 能 和 壽 命 歸 根 結 底 要 取 決 于 螺 桿 襯 套副 的 線 型 、 配 合 參 數(shù) 和 結 構 參 數(shù) 等 因 素 的 合 理 搭 配 ， 因此 本 文 研 究 外 擺 線 型 采 油 螺 桿 泵 舉 升 壓 力 ， 并 對 外 擺 線型 螺 桿 泵 結 構 參 數(shù) 進 行 優(yōu) 選

3、。 采 油 螺 桿 泵 追 求 的 目 標 就 是 在 保 證 具 有 較 長 壽 命 的 前提 下 ， 具 有 較 高 的 舉 升 性 能 。 而 螺 桿 泵 的 舉 升 性 能 歸 根 結底 要 取 決 于 螺 桿 襯 套 副 的 線 型 、 配 合 參 數(shù) 和 結 構 參 數(shù) 等因 素 的 合 理 搭 配 ， 因 此 進 一 步 認 識 外 擺 線 型 應 用 于 采 油 螺桿 泵 的 可 行 性 ， 能 夠 為 優(yōu) 化 設 計 新 型 、 高 效 、 節(jié) 能 螺 桿 泵奠 定 理 論 基 礎 和 技 術 基 礎 ， 可 以 充 分 發(fā) 揮 螺 桿 泵 在 油 田 開發(fā) 中 的 舉 升

4、潛 力 。 所 以 說 外 擺 線 型 螺 桿 泵 舉 升 性 能 的 研 究具 有 一 定 的 理 論 價 值 和 實 際 意 義 。 選題的科學依據(jù)1目錄 發(fā)展現(xiàn)狀2 研究計劃3 開題條件4 發(fā)展現(xiàn)狀 XXXX年 XXXX年 目 前 ， 油 田 已 進 入 三 次 采 油 階 段 ， 要 求 螺 桿 襯 套 副 的運 行 壽 命 要 長 ， 單 級 舉 升 壓 力 要 大 ， 級 數(shù) 要 少 。 這 就 促 使 人們 開 始 更 深 層 次 的 關 注 螺 桿 泵 轉(zhuǎn) 子 與 定 子 工 作 時 的 受 力 、 變形 狀 態(tài) ， 分 析 螺 桿 泵 密 封 性 能 、 承 壓 性 能 所

5、受 到 的 影 響 因 素 。近 年 來 ， 國 內(nèi) 對 普 通 螺 桿 泵 定 子 橡 膠 的 受 力 情 況 和 變 形 規(guī) 律研 究 較 多 ， 這 些 研 究 對 螺 桿 泵 受 力 狀 態(tài) 進 行 數(shù) 值 模 擬 ， 討 論螺 桿 泵 轉(zhuǎn) 子 定 子 的 受 力 狀 態(tài) ， 分 析 定 子 的 受 力 變 形 ， 探 討 定子 過 盈 對 螺 桿 泵 承 壓 能 力 的 影 響 。 為 了 提 高 螺 桿 泵 力 學 性 能 ，以 增 加 采 油 量 和 提 高 定 子 壽 命 為 目 標 深 入 研 究 螺 桿 -襯 套 副線 型 參 數(shù) 對 螺 桿 泵 舉 升 能 力 的 影 響

6、 ， 進 一 步 認 識 其 它 線 型 應用 于 采 油 螺 桿 泵 的 可 行 性 是 目 前 研 究 的 方 向 。 選題的科學依據(jù)1目錄 發(fā)展現(xiàn)狀2 研究計劃3 開題條件4 研究內(nèi)容（ 1） 對 外 擺 線 型 采 油 螺 桿 泵 進 行 SolidWorks建 模 根 據(jù) 短 幅 外 擺 線 定 、 轉(zhuǎn) 子 的 骨 線 方 程 ， 運 用 Matlab軟件 編 程 獲 得 定 轉(zhuǎn) 子 骨 線 坐 標 ， 在 SolidWorks中 用 描 點 法 畫出 骨 線 并 等 距 出 型 線 ， 對 不 同 結 構 參 數(shù) 的 外 擺 線 型 螺 桿 泵進 行 建 模 。（ 2） 外 擺 線

7、 型 采 油 螺 桿 泵 接 觸 壓 力 分 析 運 用 ANSYS有 限 元 分 析 軟 件 ， 分 析 外 擺 線 型 采 油 螺 桿泵 在 不 同 內(nèi) 壓 力 和 不 同 的 壓 差 作 用 下 ， 定 子 與 轉(zhuǎn) 子 間 的 接觸 壓 力 。 （ 3） 外 擺 線 型 采 油 單 螺 桿 泵 舉 升 能 力 研 究 根 據(jù) 螺 桿 泵 密 封 的 失 效 準 則 ， 判 斷 螺 桿 泵 各 密 封 腔 室 的密 封 情 況 。 利 用 臨 界 接 觸 壓 力 曲 線 ， 模 擬 出 外 擺 線 形 螺 桿 泵舉 升 壓 力 的 壓 力 場 分 布 ， 分 析 其 舉 升 性 能 。（

8、4） 外 擺 線 型 螺 桿 泵 結 構 參 數(shù) 優(yōu) 選 研 究 外 擺 線 型 空 間 螺 旋 嚙 合 曲 面 結 構 參 數(shù) 對 螺 桿 泵 性 能的 影 響 ， 合 理 選 取 外 擺 線 型 螺 桿 泵 結 構 參 數(shù) ， 使 螺 桿 泵 得 到最 佳 工 作 特 性 。 技術路線SolidWorks建 模 裝 配 外 擺 線 型 螺桿 泵 最 優(yōu) 結構 參 數(shù) 臨 界 接 觸 壓力臨 界 接 觸 壓力 曲 線ANSYS有 限 元分 析設 置 不 同 壓力 和 壓 差 螺 桿 -襯套 副 密封 準 則 過 盈 量 與 舉升 壓 力 關 系曲 線導 程 與 舉 升壓 力 關 系 曲線偏

9、心 距 與 舉升 壓 力 關 系曲 線外 擺 線 型 螺 桿 泵定 轉(zhuǎn) 子 骨 線 方 程 外 擺 線 螺 桿 泵舉 升 壓 力 場 研究難點及解決辦法研 究 難 點 ：1.本 項 目 利 用 外 擺 線 型 采 油 螺 桿 泵 三 維 立 體 模 型 進 行 有 限元 分 析 ， 定 轉(zhuǎn) 子 型 面 和 嚙 合 面 非 常 復 雜 ， 再 加 上 材 料 非 線性 、 幾 何 非 線 性 和 接 觸 非 線 性 ， 以 及 定 子 受 力 多 樣 性 ， 使有 限 元 分 析 的 難 度 很 大 。2.目 前 外 擺 線 型 的 螺 桿 泵 研 究 處 于 初 級 階 段 ， 可 參 考 的

10、 文獻 資 料 極 少 ， 判 斷 螺 桿 泵 泄 漏 位 置 以 及 得 到 舉 升 壓 力 分 布是 又 一 難 點 。解 決 辦 法 ： 查 閱 國 內(nèi) 外 相 關 文 獻 ， 深 入 學 習 相 關 理 論 及 應用 軟 件 提 高 自 己 的 理 論 水 平 和 分 析 手 段 。 在 實 驗 室 進 行 討論 ， 并 多 向 老 師 和 同 學 請 教 ， 在 此 基 礎 上 不 斷 探 索 。 預期成果及創(chuàng)新點（ 1） 得 到 外 擺 線 型 單 螺 桿 泵 的 壓 力 場 分 布 ， 分 析 外 擺 線 型 采 油 螺 桿 泵 的 舉 升 能 力 。（ 2） 研 究 外 擺 線

11、 型 空 間 螺 旋 嚙 合 曲 面 的 結 構 參 數(shù)對 螺 桿 泵 性 能 的 影 響 ， 確 定 合 理 的 結 構 參 數(shù) 。 選題的科學依據(jù)1目錄 發(fā)展現(xiàn)狀2 研究計劃3 開題條件4 開題條件4 學 術 條 件（ 1） 已 修 完 研 究 生 課 程 ， 學 習 了 本 課 題 研 究 將 會 涉 及 的一 些 相 關 理 論 知 識 ；（ 2） 查 閱 了 大 量 相 關 文 獻 資 料 ， 掌 握 本 課 題 研 究 現(xiàn) 狀 和發(fā) 展 趨 勢 ， 確 定 了 研 究 內(nèi) 容 ， 明 確 了 研 究 方 法 ；（ 3） 課 題 組 老 師 多 年 來 一 直 從 事 螺 桿 泵 采 油 方 面 的 科 研工 作 ， 積 累 了 大 量 的 經(jīng) 驗 ， 能 給 本 研 究 課 題 給 予 較 深 入 的指 導 。 實 驗 （ 或 試 驗 ） 設 備 條 件 ： 本 課 題 組 已 研 制 了 螺 桿 泵 性 能 實 驗 臺 ， 并 且 現(xiàn) 在 正 在進 行 性 能 改 進 ， 可 對 本 論 文 的 結 果 進 行 驗 證 。 Thank you! 請各位老師批評指正！