螺杆泵采油技术适宜于高粘度、高含砂量原油开采，广泛应用于斜井、水平井、沼泽地区以及海上平台采油作业，具有不存在断杆和管漏故障，相同采油量下能耗低等特点，因此与柱塞式抽油机、电潜离心泵等采油技术相比，适用性更加广泛。近年来在我国辽河、胜利、渤海等油田的应用迅速扩大，为国家的能源开发做出突出贡献。螺杆泵主要是由转子（镀有耐腐蚀层的螺旋状金属杆）和定子（内部衬有橡胶的金属管）部件组成。工作过程中定子橡胶要受到金属转子的冲击以及摩擦。螺杆泵定子橡胶在腐蚀性原油介质中常出现脱胶、撕裂、胶溶等现象，磨损抗力降低，致使设备整体失效。目前，国内外对定子橡胶材料的使役性能研究已经取得了一定的进展，但有关采油井况下橡胶摩擦磨损行为的研究鲜有报道，还处于理论分析阶段。开展这方面的研究工作，一方面可以为不同工况下合理选择螺杆泵定子橡胶材料提供帮助，另一方面也为橡胶摩擦学的发展做出贡献。应用于定子的橡胶多种多样，对比分析材料的物理化学性能、性价比、工作油井的井况等综合因素，主要采用丁腈橡胶（NBR）。丁腈橡胶的性能主要受丙烯腈含量以及炭黑份数的影响。为此，本文将基于不同的采油工况，研究丙烯腈含量、炭黑份数对橡胶耐磨性能的影响，分析其摩擦磨损机理，为不同工况下合理选择定子橡胶材料、提高螺杆泵的使用寿命提供重要依据。论文通过对试验结果的比对分析，归纳出不同工况下丁腈橡胶的摩擦磨损规律。干摩擦下，炭黑份数越高、分散程度越好丁腈橡胶的耐磨性越好。但炭黑份数过高，母胶成分下降，丁腈橡胶的理化性能降低，耐磨性不再随炭黑份数的增加而提高。由于丙烯腈含量的增加，增大了分子链间的极性，丙烯腈含量越高，丁腈橡胶的耐磨性越好。干摩擦下丁腈橡胶的磨损机制以黏着磨损和滞后磨损为主；清水介质下，由于水的冷却作用，降低了温度对摩擦磨损的影响，炭黑份数对磨损量的影响甚微。硬度较小的丁腈橡胶，丙烯腈含量越高，极性越强，耐磨性越好；丙烯腈含量低的丁腈橡胶，若炭黑份数较大，由于-C≡N键少导致分子间作用力小，炭黑更容易分散进入晶格形成柔性网络结构，丁腈橡胶的耐磨性显著增强，丁腈橡胶在水中的磨损机制为磨粒磨损。原油介质下的磨损量略大于水中的磨损量，炭黑份数越高，丁腈橡胶耐磨性越好。低载荷时，由于油膜较厚，磨损主要发生在橡胶与原油之间，因此炭黑份数对丁腈橡胶的磨损性能影响不大；高载荷时，丁腈橡胶与金属轮之间形成动压润滑，磨损量随炭黑份数的增加而减小。硬度较小的丁腈橡胶，丙烯腈含量越高，极性越强，耐磨性越好，丙烯腈对磨损量的影响与水中的磨损规律一致，原油介质中其磨损机制主要是腐蚀磨损。论文通过对干摩擦条件下丁腈橡胶的摩擦磨损行为研究，提出炭黑作用于丁腈橡胶与金属轮摩擦副的摩擦磨损机理。磨损过程中，在剪切力的作用下，炭黑颗粒克服分子间作用力从橡胶基体中脱落，受到挤压在摩擦表面形成润滑膜，减小了基体与对偶面的直接接触，使对偶面的摩擦由橡胶与金属对磨转化为炭黑润滑膜与金属的摩擦，摩擦系数减小，降低了橡胶的磨损。然而，这层润滑膜结合不牢固，非常容易被磨损破坏，橡胶再次受到磨损，炭黑又从内部的基体脱粘重新形成润滑膜，周而复始形成循环。螺杆泵实际工作过程中，定子橡胶的选择需要根据工况的变化而变化，论文实现了基于采油工况的橡胶丙烯腈含量及炭黑份数的最优选择。基于不同炭黑份数下丁腈橡胶摩擦磨损试验结果，确定采油工况、丙烯腈含量、炭黑份数与橡胶耐磨性之间的定性关系，为螺杆泵的橡胶材料选择提供了理论支持。