抽油泵柱塞的仿生耐磨和减阻原理及关键技术研究

项目名称： 抽油泵柱塞的仿生耐磨和减阻原理及关键技术研究

项目编号： No.51375204

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 刘镇宁

作者单位： 吉林大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 抽油泵是我国油田机采的主要方式，也是油田高耗能和易磨损的主要装备，而油田开发后期的高含水量和高含砂量工况加剧了抽油泵柱塞和泵筒间的磨损。目前的抽油泵研究尚未理想地解决柱塞和泵筒摩擦副的减阻和耐磨问题，而仿生非光滑表面理论为其减阻和耐磨研究开辟了新的方向。本研究拟针对抽油泵工作时的磨损问题和失效的主要形式，借鉴自然界中新疆岩蜥体表鳞片的近六边形结构，建立相关的数学模型、力学模型和流体力学模型，并通过理论推导和计算机模拟等手段开展几何学分析、力学分析和流体力学分析，揭示六边形非光滑结构的减阻和耐磨机理与规律，同时探索六边形非光滑结构在近抽油泵工况下对抽油泵密封性的影响，从而确立运动副非光滑表面形貌对其耐磨、减阻、密封三个功能影响的基础研究理论，并通过摩擦磨损实验台和模拟井下实验装置实验验证和优化相关参数。在保证和提高现有抽油泵密封性的前提下，应用仿生非光滑理论解决抽油泵柱塞表面减阻和耐磨问题，形成六边形非光滑表面结构的密封、减阻和耐磨的基础理论和关键技术，拓展仿生非光滑理论的应用。

中文关键词： 仿生；耐磨；减阻；密封；柱塞

英文摘要： Pumpjack is a major equipment for mechanical oil recovery in China. It is also one of the most energy-consuming and frequently-worn-out equipments in oilfields. Moreover, the late-stage recovery of underground oil usually leads to deterioration of pumpjac

英文关键词： bionic；anti-wear；anti-friction；seal；pump plunger