采油单螺杆泵以较好的环境适应性广泛应用于含砂、稠油、含气等井况。单螺杆泵工作环境为油气液三相混合的恶劣工况,工作中时定子橡胶承受高转速、高温度条件。诸多研究表明,定子橡胶的疲劳失效是导致螺杆泵失效的重要原因。为探究螺杆泵结构参数对其疲劳寿命的影响,本文对螺杆泵定子橡胶的疲劳失效进行研究。本文根据螺杆泵定子橡胶材料单轴拉伸试验对Mooney-Rivlin本构模型进行拟合,确定模型参数。建立基于GLB120-27、GLB500-14、GLB800-14型单螺杆泵的改变过盈量、定子导程、偏心距三维模型。进行网格无关性与模型长度无关性研究,确定合理有限元模型。对各型号不同结构参数单螺杆泵动态力学特性进行分析,确定最大等效应力位置。分析单螺杆泵切向应力、法向应力、等效应力变化规律及特点,得到各结构参数对单螺杆泵最大等效应力影响规律。根据动态力学特性计算结果,通过FE-SAFE软件预测GLB120-27、GLB500-14、GLB800-14型单螺杆泵改变过盈量、定子导程、偏心距模型疲劳寿命。分析结构参数对疲劳寿命影响。基于裂纹扩展法构建以应变能释放率为损伤参量的采油单螺杆泵疲劳寿命表达式。根据橡胶材料疲劳试验数据确定模型参数与丁腈橡胶材料应力—应变关系拟合式,计算最大等效应变与最小等效应变。根据最大、最小等效应变计算应变能释放率范围。通过应变能释放率范围预测基于GLB120-27、GLB500-14、GLB800-14型单螺杆泵改变结构参数模型疲劳寿命。分析过盈量、定子导程、偏心距对疲劳寿命影响。对比分析基于FE-SAFE软件预测的疲劳寿命与基于裂纹扩展法模型预测的疲劳寿命。将两种方法预测的疲劳寿命与某采油厂近年单螺杆泵实际使用寿命对比验证,确认预测结果准确性。根据裂纹扩展法预测结果建立单螺杆泵结构参数—疲劳寿命数据库。构建命令函数代码与GUI代码。命令函数代码中,通过自定义函数的方式,建立“型号判断”函数、“参数判断”函数、“疲劳寿命预测”函数。数据库可实现疲劳寿命查询功能、结构参数查询功能等。