采油螺杆泵作为一种重要的人工举升方式,被广泛应用于油田开采中,并且具有适应性强、效率高、结构简单等优点。目前,油田普遍采用的是橡胶定子螺杆泵,由于橡胶定子易损坏,当检修和更换定子时,必须将杆柱和管柱均提出油井,导致作业时间长、成本高。针对上述问题,将螺杆泵橡胶定子改为金属定子,将金属转子改为金属-橡胶复合转子,把螺杆泵失效的主要原因转移到金属-橡胶复合转子上,降低作业时间和成本。因此,本文将对金属-橡胶复合转子单螺杆泵的结构和举升性能进行分析,研究不同结构参数对举升性能的影响,为新型螺杆泵的设计、应用研究奠定基础。根据螺杆泵的工作原理和结构及线型理论基础,探究了螺杆泵密封原理和螺杆泵内部压力的传递规律,并完成金属-橡胶复合转子的设计。针对金属-橡胶复合转子,采用等壁厚橡胶层转子的设计,优化金属-橡胶复合转子的截面形状,以增加接触面积、提高粘接强度,并验证橡胶层粘接强度。根据螺杆泵的实际工况,使用ANSYS软件创建金属-橡胶复合转子单螺杆泵有限元模型,并分析螺杆泵的接触应力。通过螺杆泵密封原理,判断螺杆泵密封带的泄漏处,并以此泄漏密封带探究螺杆泵的密封和泄漏。在螺杆泵有限元模型中,分别对低压腔室作用不同压力值,计算不同压差下螺杆泵的临界接触应力,并拟合得到临界接触应力和低压腔室压力的关系多项式。分析螺杆泵的压力传递规律推导举升压力的计算方法,计算得到金属-橡胶复合转子单螺杆泵的举升压力,并与常规螺杆泵举升压力进行对比。采用数值模拟方法,以橡胶层厚度、初始过盈量、偏心距和导程等螺杆泵参数为研究对象,计算分析不同结构参数的金属-橡胶复合转子单螺杆泵有限元模型,分别得到其临界接触应力和单级举升压力,并研究上述四个结构参数对金属-橡胶复合转子单螺杆泵举升性能的影响规律。