常规螺杆泵定子有限元求解策略 被引量：48

1

作者 张劲 张士诚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期189-193,共5页

螺杆泵定子橡胶不仅是易损构件,而且它与转子的配合状况对螺杆泵的工作性能影响显著,为此需要围绕上述问题开展相关的研究工作。目前,还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和受力状态进行测试的有效手段,因此对螺杆泵定子进行有... 螺杆泵定子橡胶不仅是易损构件,而且它与转子的配合状况对螺杆泵的工作性能影响显著,为此需要围绕上述问题开展相关的研究工作。目前,还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和受力状态进行测试的有效手段,因此对螺杆泵定子进行有限元分析自然是有益的尝试。利用有限元分析软件ABAQUS,对螺杆泵定子进行研究,得出了螺杆泵定子在不同工况下的受力状态和变形规律。针对常规螺杆泵受均匀和非均匀内压情况,对空间模型与平面应变模型所求出的定子的应力、应变和内轮廓节点位移进行了比较。通过对比分析论证了三维模型和平面应变模型所求出的定子橡胶衬垫在内压作用下其内轮廓线位移是一致的。因此,在这种情况下可以用平面模型来代替三维模型,从而大幅度提高了求解效率。 展开更多

关键词 螺杆泵 定子 橡胶 有限元法 变形

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单螺杆泵定子橡胶的接触磨损分析 被引量：27

2

作者 杨秀萍 郭津津 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期33-35,39,共4页

采用有限元法对常规单螺杆泵和等壁厚定子单螺杆泵的定子橡胶和螺杆进行接触非线性计算,得到了螺杆与定子在不同位置接触时变形及剪应变云图;分析了定子接触磨损的特点及规律,并进行了比较。结果表明:常规单螺杆泵定子与螺杆在圆弧顶接... 采用有限元法对常规单螺杆泵和等壁厚定子单螺杆泵的定子橡胶和螺杆进行接触非线性计算,得到了螺杆与定子在不同位置接触时变形及剪应变云图;分析了定子接触磨损的特点及规律,并进行了比较。结果表明:常规单螺杆泵定子与螺杆在圆弧顶接触时,剪应变和变形最大,定子两圆弧对角磨损最严重,同时定子的磨损随过盈量增大而明显增大;而等壁厚螺杆泵则在中间位置接触时,剪应变和变形最大,且最大剪应变位于定子的外表面。由于目前还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和接触状态进行测试的有效手段,本文为定子的优化设计提供了理论基础和有效的数值模拟方法。 展开更多

关键词 单螺杆泵 定子橡胶 有限元法 接触分析 磨损

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常规螺杆泵定子有限元分析 被引量：24

3

作者 张劲 张士诚 帅国臣 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2003年第4期590-598,共9页

螺杆泵定子橡胶不仅是易损构件,而且它与转子的配合状况对螺杆泵的工作性能影响显著。目前,还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和受力状态进行测试的有效手段,因此对螺杆泵定子进行有限元分析自然是有益的尝试。重点研究定子... 螺杆泵定子橡胶不仅是易损构件,而且它与转子的配合状况对螺杆泵的工作性能影响显著。目前,还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和受力状态进行测试的有效手段,因此对螺杆泵定子进行有限元分析自然是有益的尝试。重点研究定子橡胶衬垫内轮廓线的变形规律,而应力和应变分布情况仅作为辅助性的分析;对螺杆泵工况的考虑方面,重点研究均匀内压作用的情况,再考虑工作压差以及定子与转子的装配等所引起定子橡胶的变形和受力的变化。利用有限元分析软件Abaqus,对螺杆泵定子进行研究,得出了螺杆泵定子在不同工况下的受力状态和变形规律以及定子材料参数对变形规律的影响。利用此规律可对螺杆泵进行优化设计,提高其工作效率。 展开更多

关键词 螺杆泵 定子 橡胶 有限元分析 变形

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采油螺杆泵定子温度场数值模拟分析 被引量：20

4

作者 魏纪德 郑学成 +1 位作者 岳莉 曾艳 《石油机械》 北大核心 2006年第2期11-14,77,共4页

根据采油螺杆泵定子几何物理特性,对螺杆泵工况进行了合理的假设,建立了螺杆泵定子工作状态下的力学、传热数学模型。以常规GLB500—14型螺杆泵定子为例,利用有限元分析方法进行了定子力学场、温度场的耦合数值模拟计算,获得了特定条件... 根据采油螺杆泵定子几何物理特性,对螺杆泵工况进行了合理的假设,建立了螺杆泵定子工作状态下的力学、传热数学模型。以常规GLB500—14型螺杆泵定子为例,利用有限元分析方法进行了定子力学场、温度场的耦合数值模拟计算,获得了特定条件下的定子内部稳态温度场分布情况,给出了温度场分布云图。通过计算结果验证,认为数值计算模拟结果较真实地反映了定子的传热状况,可为螺杆泵定子的研制开发提供可靠的理论依据。 展开更多

关键词 螺杆泵 定子橡胶 有限元分析 温度场 稳态温度场 数值模拟分析 采油 有限元分析方法 传热数学模型

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提高螺杆泵定子橡胶材料寿命的分析与研究 被引量：17

5

作者 陈玉祥 王霞 +4 位作者 周松 李春福 曾明友 何显儒 丁锐 《排灌机械》 2005年第4期6-9,共4页

介绍了采油螺杆泵的结构和工作原理。针对提高采油螺杆泵工作寿命的问题,通过对螺杆泵工作原理和工作寿命影响因素的分析,框述了近年来国内外螺杆泵定子橡胶新材料的特点和螺杆泵结构的优化设计方法,研究并采用了活化的硅酸盐矿物与以... 介绍了采油螺杆泵的结构和工作原理。针对提高采油螺杆泵工作寿命的问题,通过对螺杆泵工作原理和工作寿命影响因素的分析,框述了近年来国内外螺杆泵定子橡胶新材料的特点和螺杆泵结构的优化设计方法,研究并采用了活化的硅酸盐矿物与以丁腈橡胶为主要成分的复合材料,来制备出高性能的活化硅酸盐复合材料。该材料的各项性能均高于羧基丁腈橡胶及通用丁腈橡胶。 展开更多

关键词 螺杆泵 定子橡胶 使用寿命 结构 纳米材料

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螺杆泵定子橡胶溶胀对容积效率的影响及对策 被引量：14

6

作者 魏纪德 吴文祥 曾艳 《石油机械》 北大核心 2005年第4期16-18,75-76,共3页

在油井高温、高压条件下, 原油或其中的某些化学物质通常会渗透到螺杆泵定子橡胶内部, 使橡胶膨胀, 体积增大, 增大部分占据了空腔体积, 使实际储存油液的空腔体积变小, 导致容积效率降低。3台GLB120—27螺杆泵的现场试验表明, 零压力... 在油井高温、高压条件下, 原油或其中的某些化学物质通常会渗透到螺杆泵定子橡胶内部, 使橡胶膨胀, 体积增大, 增大部分占据了空腔体积, 使实际储存油液的空腔体积变小, 导致容积效率降低。3台GLB120—27螺杆泵的现场试验表明, 零压力时, 橡胶溶胀厚度平均 2 1mm, 容积效率损失平均 25 .19%, 与计算平均值 21 .24%接近, 容积效率损失随着泵出口压力增大而减小。最后提出了提高泵容积效率的技术对策。 展开更多

关键词 螺杆泵 油井 现场试验 原油 容积效率 高压 技术对策 胶溶 溶胀 橡胶

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单螺杆泵定子橡胶温度场分析 被引量：15

7

作者 杨秀萍 郭津津 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期53-55,共3页

应用传热学原理,采用有限元方法建立了常规单螺杆泵和等壁厚定子单螺杆泵定子橡胶温度场的计算模型,分析了定子温度分布特点;比较了2种泵定子温升对橡胶工作性能的影响;研究了不同工作压差和转速条件下,定子温升的规律,并给出了相应的... 应用传热学原理,采用有限元方法建立了常规单螺杆泵和等壁厚定子单螺杆泵定子橡胶温度场的计算模型,分析了定子温度分布特点;比较了2种泵定子温升对橡胶工作性能的影响;研究了不同工作压差和转速条件下,定子温升的规律,并给出了相应的表达式。结果表明:常规泵定子温度场呈对称椭圆形分布,温度梯度大,最高温度位于橡胶厚度最厚的中心部位;等壁厚泵定子温度分布较均匀,温升很小。相同工况下,常规泵定子橡胶温升为等壁厚泵的7倍,橡胶容易损坏。对于相同的橡胶材料,定子温升随工作压差的增加而非线性增加,随转子转速的增加而线性增加;常规泵定子温升受二者变化的影响远大于等壁厚定子泵。 展开更多

关键词 单螺杆泵 定子 橡胶 有限元法 温度场

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等壁厚螺杆泵定子的有限元分析 被引量：7

8

作者 张劲 张士诚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第16期1462-1465,共4页

重点研究了等壁厚螺杆泵定子橡胶衬垫内轮廓线的变形规律,对其应力和应变分布情况作了辅助性分析;研究均匀内压作用情况下,考虑工作压差以及定子与转子的装配等所引起定子橡胶的变形和受力的变化。利用有限元分析软件Abaqus,对等壁厚螺... 重点研究了等壁厚螺杆泵定子橡胶衬垫内轮廓线的变形规律,对其应力和应变分布情况作了辅助性分析;研究均匀内压作用情况下,考虑工作压差以及定子与转子的装配等所引起定子橡胶的变形和受力的变化。利用有限元分析软件Abaqus,对等壁厚螺杆泵定子进行研究,得出了螺杆泵定子在不同工况下的受力状态和变形规律,以及定子材料参数对变形规律的影响。利用此规律可对等壁厚螺杆泵进行优化设计,提高其工作效率。 展开更多

关键词 等壁厚螺杆泵 定子 橡胶 有限元分析 变形

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单螺杆泵定子有限元分析 被引量：11

9

作者 叶卫东 宋玉杰 +1 位作者 韩道权 杜秀华 《石油矿场机械》 2008年第4期42-44,共3页

螺杆泵定子是螺杆泵中的关键部件。利用ANSTYS有限元分析软件对常规单螺杆泵的定子进行研究,在定子承受5 MPa均匀压力作用下,得出了定子、定子橡胶和定子钢套的应力、应变和内轮廓的变形量;分析了常规单螺杆泵定子变形的特点及规律。

关键词 单螺杆泵 定子 定子橡胶 有限元

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采油用螺杆泵定子橡胶及其性能的改进 被引量：10

10

作者 王霞 陈玉祥 +4 位作者 周松 曾明友 肖庆国 王小红 丁锐 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期82-84,共3页

针对提高采油螺杆泵工作寿命的问题,介绍了国内外螺杆泵定子橡胶材料的类型和近年来丁腈橡胶改性研究的新进展,有利于定子橡胶性能的进一步改进。

关键词 螺杆泵 定子橡胶 丁腈橡胶改性 丁腈橡胶 橡胶性能 定子 油用 工作寿命 改性研究 橡胶材料

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基于Fe-safe螺杆泵定子橡胶疲劳裂纹形成寿命预测 被引量：9

11

作者 祖海英 耿春丽 +1 位作者 李大奇 宋玉杰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期195-199,共5页

采油用螺杆泵橡胶定子为研究对象,通过对定子橡胶材料的进行伸张疲劳试验,建立定子橡胶的S-N曲线;对螺杆泵进行力学特性分析,确定在靠近高压腔室螺旋密封带上螺杆泵最易发生疲劳失效;利用Fe-safe对螺杆泵定子橡胶进行疲劳裂纹形成寿命... 采油用螺杆泵橡胶定子为研究对象,通过对定子橡胶材料的进行伸张疲劳试验,建立定子橡胶的S-N曲线;对螺杆泵进行力学特性分析,确定在靠近高压腔室螺旋密封带上螺杆泵最易发生疲劳失效;利用Fe-safe对螺杆泵定子橡胶进行疲劳裂纹形成寿命进行预测研究,确定螺杆泵定子橡胶各段模型的最小疲劳裂纹形成寿命和安全系数和随腔室压力的关系,即随腔室压力升高而下降,并拟合得到橡胶定子疲劳裂纹形成寿命与腔室压力的关系式。 展开更多

关键词 螺杆泵 定子橡胶 裂纹形成寿命 S-N曲线 Fe-safe分析

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螺杆泵采油技术在海拉尔油田深井中的应用 被引量：7

12

作者 郑学成 《石油机械》 北大核心 2010年第10期63-65,95,共3页

对螺杆泵在海拉尔油田深井中应用时出现的负载扭矩波动问题进行深入分析,认为其影响因素有4个,即螺杆泵定转子摩擦副的摩擦特性、初始装配过盈量及橡胶的温胀和溶胀量、工作转速和传动刚度。为此,采取如下预防措施:研制新型深井定子橡胶... 对螺杆泵在海拉尔油田深井中应用时出现的负载扭矩波动问题进行深入分析,认为其影响因素有4个,即螺杆泵定转子摩擦副的摩擦特性、初始装配过盈量及橡胶的温胀和溶胀量、工作转速和传动刚度。为此,采取如下预防措施:研制新型深井定子橡胶,提高定子橡胶对深井井况的适应性;研究深井定子橡胶在深井井况的温胀和溶胀规律,合理设计螺杆泵的初始过盈量。将新研制的螺杆泵在海拉尔油田的深井中进行试验,在井口附近听不到周期性振动声,系统负载扭矩、工作电流波动幅度大幅度减小或消失,检泵周期延长到450 d以上,收到了较好的应用效果。 展开更多

关键词 螺杆泵 深井 负载扭矩波动 定子橡胶 温胀 溶胀

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单螺杆泵定子和螺杆的有限元分析 被引量：3

13

作者 杨秀萍 郭津津 《机床与液压》 北大核心 2007年第3期43-45,17,共4页

单螺杆泵定子橡胶是决定泵寿命和效率的关键部件。本文采用有限元法对定子的性能进行分析,得到了定子在均匀压力和压差作用下的应力、应变云图及变形量随压力变化的分布规律;对定子和螺杆进行接触计算,结果表明:定子与螺杆在圆弧顶接触... 单螺杆泵定子橡胶是决定泵寿命和效率的关键部件。本文采用有限元法对定子的性能进行分析,得到了定子在均匀压力和压差作用下的应力、应变云图及变形量随压力变化的分布规律;对定子和螺杆进行接触计算,结果表明:定子与螺杆在圆弧顶接触时,剪应变和变形最大;定子两圆弧对角磨损最严重,同时定子的磨损随过盈量增大而明显增大。由于目前还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和受力状态进行测试的有效手段,本文为定子的优化设计提供了理论基础和有效的数值模拟方法。 展开更多

关键词 单螺杆泵 定子 橡胶 有限元法 接触分析 变形

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采油螺杆泵定子橡胶研究综述

14

作者 王世杰 陈之举 +2 位作者 李云龙 钱程 杨斌 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期620-630,共11页

采油螺杆泵在高黏度、高含砂量原油开采中具有突出优势,螺杆泵工作原理和工作环境决定了其核心部件橡胶定子的使役寿命,提升螺杆泵定子橡胶材料的耐磨、耐溶胀等性能具有重要意义。介绍了采油螺杆泵的核心部件组成和采油工作原理,面向... 采油螺杆泵在高黏度、高含砂量原油开采中具有突出优势,螺杆泵工作原理和工作环境决定了其核心部件橡胶定子的使役寿命,提升螺杆泵定子橡胶材料的耐磨、耐溶胀等性能具有重要意义。介绍了采油螺杆泵的核心部件组成和采油工作原理,面向螺杆泵定子橡胶的实际需求,梳理了国内外学者在定子橡胶材料老化、溶胀、摩擦等关键性能方面的主要研究成果,并针对近年来新兴的材料多尺度研究手段,从概念、原理、方法及其在定子橡胶力学与摩擦学性能等方面进行了综述,对未来持续提升采油螺杆泵定子橡胶耐磨、耐溶胀等性能的方法与研究手段进行了展望。 展开更多

关键词 螺杆泵 定子橡胶 耐磨 耐溶胀 老化 多尺度研究 力学性能 摩擦学性能

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采油单螺杆泵动态力学特性及疲劳寿命预测研究

15

作者 祖海英 孙金山 +1 位作者 叶卫东 李大奇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1358-1365,共8页

针对常规采油螺杆泵定子橡胶疲劳失效的问题,以油田常用的GLB120-27型单螺杆泵为研究对象,开展了50℃油浸工况下定子橡胶材料疲劳试验,获取了橡胶材料的疲劳性能参数,并构建了疲劳寿命预测模型。运用ABAQUS软件对螺杆泵进行动态力学特... 针对常规采油螺杆泵定子橡胶疲劳失效的问题,以油田常用的GLB120-27型单螺杆泵为研究对象,开展了50℃油浸工况下定子橡胶材料疲劳试验,获取了橡胶材料的疲劳性能参数,并构建了疲劳寿命预测模型。运用ABAQUS软件对螺杆泵进行动态力学特性有限元分析,基于数值模拟得到应力应变响应结果和定子橡胶材料单轴拉伸试验应力应变拟合表达式,计算了疲劳危险位置点应变能释放率的范围。利用构建的疲劳寿命预测模型对不同过盈量条件下的螺杆泵进行了疲劳寿命预测研究。结果表明,随着过盈量的增加,疲劳寿命呈指数函数下降,通过与某采油厂近5年单螺杆泵平均工作寿命的对比,发现基于裂纹扩展方法预测得到的螺杆泵定子橡胶疲劳寿命可以满足工程预测精度要求。 展开更多

关键词 螺杆泵 动态力学特性 定子橡胶 疲劳寿命预测

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大扭矩螺杆钻具定子用橡胶材料的研究

16

作者 宋建 赵玉钧 +3 位作者 罗西超 于兴胜 郭添鸣 孙晓亮 《特种橡胶制品》 CAS 2024年第2期17-19,55,共4页

从生胶、硫化体系、补强体系和特种功能助剂等着手,通过拉伸性能表征和耐磨性能、弹性模量及门尼粘度等实验比对,制备了大扭矩螺杆钻具用橡胶材料。结果表明,所获橡胶材料Shore A硬度为88,弹性模量在19 MPa以上,比常规产品提高1倍,而且... 从生胶、硫化体系、补强体系和特种功能助剂等着手,通过拉伸性能表征和耐磨性能、弹性模量及门尼粘度等实验比对,制备了大扭矩螺杆钻具用橡胶材料。结果表明,所获橡胶材料Shore A硬度为88,弹性模量在19 MPa以上,比常规产品提高1倍,而且加工性能优良,综合性能佳;通过对成品样机进行台架试验,表明采用该橡胶的螺杆钻具整机效率可提高20%,满足大扭矩螺杆钻具目标要求。 展开更多

关键词 大扭矩螺杆钻具 油田 定子 橡胶硬度 弹性模量

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采油螺杆泵定子橡胶的磨粒侵蚀磨损机理 被引量：5

17

作者 王哲 王世杰 +1 位作者 王晨旭 杨凤艳 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2014年第4期416-420,共5页

为了揭示橡胶磨粒侵蚀磨损机理,采用MPV-600型磨粒磨损试验机考察了丁腈橡胶(NBR)与转子45#钢配副在不同砂粒浓度原油条件下的磨粒侵蚀磨损行为,并用扫描电子显微镜及x-射线能量散射分析(SEM-EDXA)法对橡胶的磨痕表面形貌、元素成分进... 为了揭示橡胶磨粒侵蚀磨损机理,采用MPV-600型磨粒磨损试验机考察了丁腈橡胶(NBR)与转子45#钢配副在不同砂粒浓度原油条件下的磨粒侵蚀磨损行为,并用扫描电子显微镜及x-射线能量散射分析(SEM-EDXA)法对橡胶的磨痕表面形貌、元素成分进行了分析.分析结果表明:NBR摩擦系数随着原油介质中砂粒浓度的增大而增大,但当砂粒浓度增加到一定程度后,其摩擦系数反而减小.NBR磨粒侵蚀磨损的机理是:橡胶表层产生微切削作用而使其发生微观撕裂和变形,由氧化降解形成的胶粘层在磨损过程中不断地形成和被磨损;NBR在含砂原油介质中可能发生了分子链断裂,生成了初级活性自由基,断裂后生成分散性的小分子单体,继而发生异构化. 展开更多

关键词 螺杆泵 定子橡胶 磨粒侵蚀磨损 丁腈橡胶 摩擦磨损机理 物理效应 化学效应

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定子橡胶泊松比对螺杆泵举升性能影响研究 被引量：5

18

作者 韩国有 王明起 +2 位作者 祖海英 侯宇 李强 《化工机械》 CAS 2015年第5期697-700,共4页

针对采油螺杆泵应用于深井和超深井时受到限制的问题,利用有限元法研究了定子橡胶材料的泊松比对螺杆泵举升压力(扬程)的影响。计算取不同泊松比时螺杆泵5个管段相邻腔室间的临界接触压力,并通过曲线拟合得出整个螺杆泵各腔室间的临界... 针对采油螺杆泵应用于深井和超深井时受到限制的问题,利用有限元法研究了定子橡胶材料的泊松比对螺杆泵举升压力(扬程)的影响。计算取不同泊松比时螺杆泵5个管段相邻腔室间的临界接触压力,并通过曲线拟合得出整个螺杆泵各腔室间的临界接触压力,根据各腔室间的压力传递和分布规律,计算不同泊松比时螺杆泵的扬程,并通过曲线拟合得出螺杆泵扬程与定子橡胶材料泊松比的定量关系,为螺杆泵扬程的确定和定子材料的选择提供理论依据。 展开更多

关键词 螺杆泵 定子橡胶 泊松比 举升性能

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井温对螺杆钻具使用性能的影响 被引量：5

19

作者 王春阳 李连强 +3 位作者 李良君 马峰 景文清 宋烨 《石油矿场机械》 2012年第11期9-11,共3页

对井底温度引起螺杆钻具定子橡胶的变化进行了理论分析,利用模拟加热试验方法找出定子橡胶尺寸随温升的变化规律。提出改进橡胶配方、选择合适的粘接剂及合理配置过盈量的方法,可以有效地提高螺杆钻具的扭矩,延长螺杆钻具使用寿命,避免... 对井底温度引起螺杆钻具定子橡胶的变化进行了理论分析,利用模拟加热试验方法找出定子橡胶尺寸随温升的变化规律。提出改进橡胶配方、选择合适的粘接剂及合理配置过盈量的方法,可以有效地提高螺杆钻具的扭矩,延长螺杆钻具使用寿命,避免掉胶等质量事故的发生,对于螺杆钻具的合理配置和选型有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 螺杆钻具 井温 定子橡胶 配合过盈量

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丙烯腈含量对螺杆泵定子橡胶机械物理性能的影响 被引量：5

20

作者 曹刚 张士诚 +2 位作者 周琼 丛川波 盖伟涛 《合成材料老化与应用》 2013年第3期28-31,共4页

本文通过对不同丙烯腈含量的丁腈橡胶的耐油性能、耐磨损试性能和耐疲劳性能进行研究,分析了丙烯腈含量对螺杆泵定子橡胶机械物理性能的影响。结果表明,随丙烯腈含量的增加,丁腈橡胶的力学性能和耐油性增强;在55℃的工作温度下,N220S橡... 本文通过对不同丙烯腈含量的丁腈橡胶的耐油性能、耐磨损试性能和耐疲劳性能进行研究,分析了丙烯腈含量对螺杆泵定子橡胶机械物理性能的影响。结果表明,随丙烯腈含量的增加,丁腈橡胶的力学性能和耐油性增强;在55℃的工作温度下,N220S橡胶的损耗因子最小;丙烯腈含量越高,其耐磨损性能越差;丙烯腈含量最高的橡胶,耐屈挠性能和耐伸张疲劳性能最好。 展开更多

关键词 螺杆泵 定子橡胶 丙烯腈含量 机械物理性能

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