第23卷第1期 2010年1月
文章编号：1002-6673（2010）01-015-03
机电产品开发与创新
Development & innovation af Maehinery & Electrical Products
Vol.23,No.1 Jan.2010
潜油螺杆泵采油系统轴向力计算及轴承强度分析
张旭，王世杰
（沈阳工业大学机板.工程学院，沈阳110870)
摘要：潜油螺杆泵采油系统中轴向承载能力决定其排量、机组下潜深度、寿命等关键技术指标。根据潜
油螺杆泵采油系统中轴向压力的计算方法计算出轴向载荷，对联轴装置中影响轴向承载能力的关键季部件一一推力轴承进行了有限元分析。分析结果表明：总体应力分布比较均匀，但是偏向侧，这与实际情况中，单向推力轴承承受偏心轴向载荷时的载荷分布是完全一致的。
关键词：爆杆泵：轴向载荐；推力轴承；有限元分析
中图分类号：TH-39
文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2010.01.007
Computation of Axial Force and Finite Element Analysis of Bearing Capacity in ESPCP System
ZHANG Xu，WANG Shi-Jie
(School of Mechanical Engineering,Shenyang University of Technology, Shenyang Liaoning 110870, China)
Abstract: In electrical submersible motor driven progressing cavity pumping (ESPCP)system, some key parameters such as output of pump, depth of downwllunit, life depend on axial bearing capabiliry. The axial load is calculated and finite element analysis of thust bear-ings in coupling device is performed. The result has showed that the overall stress distribution is relatively uniform, but inclines to one side
when oneway thrust bearing endure eccentric axial load. It is coincide with the practical result. Key words: progressive cavity pump; axal load; thrust bearings; finite element analysis
0引言
螺杆泵作为人工举升设备，早期以地面动力驱动为主，螺杆泵的定、转子分别接在油管和抽油杆的末端，定子与油管相接，通过地面驱动装置使抽油杆带动转子旋转，由抽油杆传递动力举升井内流体。后来，考虑到节能、节约原材料以及管杆偏磨所导致的断杆或管漏等故障问题，同时伴随着电机技术和机械传动技术的突破，一种电机倒置于井下，通过减速器直接带动螺杆泵转子的石油人工举升技术诞生了，人们称之为潜油螺杆泵采油技术。这种技术取消了抽油杆，形成了很多优势，基至在石油开采的某些特殊领域成为不可替代的技术因。
1轴向力的计算
单螺杆泵在稳定工作时，转子所承受的轴向力G由三部分组成：
收稿日期：2009-11-18
作者简介：张旭（1984-)，男，辽宁抚顺人，在读硕士研究生
专业：机械设计及理论。万方数据
G=G,+Gr+G
(1)
式中：G。一密封腔室中的介质在衬套中的移动，使螺杆所受到的轴向力：G一当螺杆表面沿着衬套表面作相对滑动时，螺杆所受到的半干摩擦力以及螺杆对衬套的“迎面效应”（即螺杆棱线面迎着村套棱线面产生碰撞）而引起的衬套校线沿螺杆轴线的反作用力：G。一由泵排出端和吸人端的液体压力差所产生的轴向力。三个
参数的单位是N。 1.1G。的确定
在螺杆衬套副具有一定间隙的条件下，密封腔室中的液体以双线螺杆的形式沿着衬套的湿润表面移动。这时，可以利用彼得洛夫的液体摩擦计算式，给出G。的表达式：
GμFv
α
(2)
式中：μ一液体的绝对粘度：F-产生相对滑动的村套内表面面积，可按下式近似求得：
F=(6R+8e)L
(3)
式中：L一村套的全长；R一螺杆半径；e一偏心距(mm)；V一液体质点移动速度的轴向分量。
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