井下双螺杆泵转子型线优化设计研究*
2018-08-21孟凡璐杨今秋范娅红杨赫然
机械工程与自动化 2018年4期
冯 欣,孟凡璐,杨今秋,范娅红,杨赫然
(1.沈阳工业大学 机械工程学院,辽宁 沈阳 110870; 2.长庆油田分公司 机械制造总厂,陕西 西安 710201)
0 引言
螺杆泵已经成为当前国内外采油行业主要应用的设备,可以对中浅油井、深层油田、低产油田和稠油油田等进行开采,它以投资少、结构简单、适应性强及效率高等优点而备受国内外石油行业的重视。而双螺杆泵性能优越,其靠两根由齿轮带动旋转的螺杆进行石油的采集、运输,避免了单螺杆泵的定子橡胶材料在使用过程中寿命低、易失效、不耐高温等问题[1],因此更适用于我国目前恶劣的采油环境。双螺杆泵的转子是整个系统中的重要组成部分,而转子是由转子型线旋转得到的,因此,对转子型线的研究是十分必要的,我们也可以在已有型线的基础上对其进行分析和优化设计。本文将利用B样条曲线拟合和粒子群算法对型线进行部分优化,并对照型线的设计原则和型线的几何特征参数来确定优化的型线是否符合要求。
1 螺杆转子型线的组成及设计
通过对双螺杆泵型线的研究,得知现在组成型线的线型有圆弧、渐开线、摆线、椭圆等,不同类型曲线组合而形成的转子型线具有不同的性能和工作效率,可以完成不同种类的工作。以李风涛等人的研究为例,他们设计了一种由圆弧、长幅外摆线组合而成的转子型线[2](如图1所示),其转子啮合线密封、接触线连续,且能形成密封的工作空间,可以较好地应用于井下采油工作中。……
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