全金属单螺杆泵具有耐高温运行等优点可适用于高含气含砂井、稠油井和高温井况,能广泛应用于高粘度稠油井的开采中。在油田采油作业过程中,随泵体转速提高,容易出现运行不稳定的问题,为防止运行状态的不稳定影响到泵体或整个采油设备的安全,需要研究其转子的动力学特性,而全金属单螺杆泵在运行过程中受到多种因素的影响,如非线性液膜作用力、定转子初始间隙值和工作转速等,其转子系统拥有较为复杂的动力学特性,故分析不同因素对其稳定性的影响,找到合理的工况参数,对保持泵的平稳运行具有重要意义。本文以全金属单螺杆泵的转子系统作为研究对象,对其中的转子进行受力分析,根据流体润滑理论并结合定转子的结构特征,推导建立了圆弧段和直线段的非线性液膜力模型。基于转子系统的受力情况、工作原理和运动特征,构建了柔性支承的偏心转子模型,并通过Lagrange方程分析计算得到转子系统的运动微分方程。对微分方程进行无量纲化处理,再采用四阶变步长Runge-Kutta积分法对其进行数值计算,得到转子系统在不同因素影响下的轨迹图、相图、分岔图和Poincaré截面图等。为研究不同参数设置对转子系统响应特性的影响,分析工作转速和不同初始间隙下系统响应的变化规律,以及转速和间隙共同作用下、粘度和间隙耦合作用下的系统振动特性。结果表明:随着转动速度的增加,系统的振动响应呈现为倍周期-混沌运动交替的规律。发现较小的间隙值有利于减小系统的最大幅值,并存在一间隙区间0.1～0.4mm,使转子系统的最大振动幅值显著减小。当间隙值小于0.4mm时,转速能较大地影响系统的最大幅值,随着转速的增加系统最大振幅逐渐减小,在工作转速调整为62.6rad/s时系统较为稳定;当间隙值大于0.4mm时,间隙的取值能较大地影响系统最大幅值的大小。粘度的增大能有效地抑制间隙对系统最大幅值的影响,在间隙值小于0.3mm时,介质粘度对最大幅值的影响很小;在间隙取值大于0.3mm时,系统的最大振动幅值随着粘度的增加而减小。研究结果揭示了转子系统的稳定性影响因素和振动响应规律,有助于优化其参数设计,为进一步研究全金属单螺杆泵的稳定性提供理论依据。