螺杆泵以其独特优势倍受国内外油田重视,但由于目前对螺杆泵的基础理论及其采油配套工艺技术,特别是螺杆泵基础理论的研究还不够充分和完善,致使螺杆泵采油的优势没能充分发挥,特别是螺杆泵使用寿命短一直是油田急待解决的突出问题。为此,本文对螺杆泵螺杆-衬套副的力学特性进行了比较系统的理论分析,并对螺杆—衬套副间的磨损规律进行了试验仿真研究。本文以普通内摆线单头单螺杆泵为研究对象,根据油田上广泛应用的GLB120-27型采油螺杆泵的结构参数,利用SolidWorks软件建立了该螺杆泵一个导程的三维实体模型,将该模型导入ANSYS软件。在ANSYS环境中转子选取SOLID45单元,定子选取SOLID185单元。选取目标单元为TARGE170,接触单元为CONTA174;定子衬套橡胶的本构关系选择Mooney—Rivlin模型,并利用单轴拉伸试验得到其中的两个常数。在定子外表面上施加固定约束来模拟缸套的作用,在定子两端施加对称约束;以螺杆泵水力特性试验数据为依据,模拟工况进行加载,最后得到了有限元分析模型。针对该模型进行非线性接触有限元计算得出了螺杆泵定子的接触压力、剪应力和等效应力的分布规律,为螺杆—衬套副的仿真磨损试验及分析提供理论依据。在螺杆—衬套副力学特性研究的基础上,模拟螺杆泵的工况进行了螺杆—衬套副间的磨损规律研究。为了满足试验要求在现有条件下改造MPX-2000磨损试验机,利用变频器实现主轴的无级变速,采用环盘对磨形式,在油水和油水砂介质当中分别进行了磨损试验,研究摩擦系数和磨损量与载荷、滑动速度之间的关系。研究结果表明:在两种介质中,摩擦系数都随载荷的增加而减小,随滑动速度的增大而增加;随着载荷的增加磨损量增加,随着速度的增加磨损量减少。本文综合螺杆—衬套副的力学特性和磨损仿真试验研究结果认为,螺杆泵定子橡胶磨损机理主要表现为:摩擦磨损、磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损,并提出了预防和减轻磨损的措施和建议。