在基礎(chǔ)理論研究方面，20世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)對(duì)單螺桿泵的工作原理進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究，初步確定了3G螺桿泵的定轉(zhuǎn)子型線方程、轉(zhuǎn)子在定子中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及螺桿泵排量特性和轉(zhuǎn)子軸向力的計(jì)算方法等。80年代中后期，中國(guó)石油大學(xué)(華東)萬(wàn)邦烈、張建偉和北京石油勘探研究院蘇義腦、謝竹莊等學(xué)者對(duì)單螺桿泵水力機(jī)械的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了深入研究，建立了單螺桿泵水力機(jī)械螺桿一襯套副平面、空間嚙合理論，分析了螺桿一襯套副空間嚙合共扼曲面的特點(diǎn)。萬(wàn)邦烈等研究認(rèn)為，以擺線的等距線及其共扼曲面所形成的螺桿一襯套副曲面是比較適宜的，并針對(duì)螺桿鉆具建立了螺桿一襯套副的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其參數(shù)方法；利用投影法探討了螺桿一襯套副的作用力問(wèn)題，建立了螺桿泵轉(zhuǎn)子作用力的理論計(jì)算公式。
在螺桿泵的工作特性研究方面，前蘇聯(lián)對(duì)低壓頭螺桿泵的工作特性進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，建立了容積損失、機(jī)械損失的理論和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算模型，試驗(yàn)分析了螺桿泵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其工作性能的影響。研究表明，螺桿泵的轉(zhuǎn)子直徑、定子導(dǎo)程、偏心距以及定轉(zhuǎn)子間的過(guò)盈存在的聯(lián)系，只有各結(jié)構(gòu)參數(shù)維持值的條件下，即存在合理值，單螺桿泵才能率和長(zhǎng)期地工作，并給出了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)比值選擇范圍。對(duì)定轉(zhuǎn)子的間隙或過(guò)盈對(duì)泵特性的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究，認(rèn)為定轉(zhuǎn)子間的過(guò)盈。
常規(guī)3G螺桿泵定子是將丁睛橡膠澆鑄在鋼體泵筒內(nèi)形成的，襯套內(nèi)表面是雙螺旋曲面，其厚度不均勻，因此螺桿泵工作時(shí)，轉(zhuǎn)子對(duì)它摩擦和沖擊的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能，這些熱量主要聚集在橡膠較厚的部位，造成橡膠溶脹不均勻，溶脹大的部位橡膠的物理和機(jī)械性能大幅度降低，同時(shí)局部摩擦增大，磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致螺桿泵定子過(guò)早失效。
加拿大Weatherford公司和美國(guó)體斯頓National-Oilwell公司已經(jīng)了等壁厚定子螺桿泵。將定子的鋼套內(nèi)壁設(shè)計(jì)成雙螺旋面，從而橡膠襯套的厚度均勻，定子的鋼套外壁可以是圓柱面，也可以是雙螺旋面。
等壁厚定子螺桿泵與常規(guī)螺桿泵相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)這種保溫螺桿泵可以螺桿泵工作時(shí)的散熱性能，不會(huì)產(chǎn)生熱積聚效應(yīng)，減緩橡膠的熱老化，壽命比常規(guī)泵長(zhǎng)。
2)壁厚薄且均勻的橡膠層在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中抗變形能力好，因而單級(jí)，在相同的舉升揚(yáng)程條件下，可以減少泵的級(jí)數(shù)和定轉(zhuǎn)子間的過(guò)盈量，其運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩和系統(tǒng)效率等方面也優(yōu)于常規(guī)螺桿泵。
3)等壁厚定子橡膠溶脹、溫脹均勻，能較好地泵的型線，泵的密封性能變好，使泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有的力學(xué)性能，有利于長(zhǎng)時(shí)間維持高泵效，延長(zhǎng)泵的使用周期。
對(duì)單螺桿泵的工作性能有很大的影響，增加過(guò)盈量可減少容積損失，但也會(huì)加大機(jī)械損失。這些理論和試驗(yàn)數(shù)據(jù)只是適用于低壓頭螺桿泵，而對(duì)于采油用的高壓頭螺桿泵尚需進(jìn)行有關(guān)的試驗(yàn)和理論研究工作。中國(guó)石油大學(xué)(華東)水力機(jī)械課題組和大慶采油工程研究院對(duì)采油螺桿泵的工作特性進(jìn)行了初步試驗(yàn)研究。試驗(yàn)表明舉升介質(zhì)溫度、粘度是影響螺桿泵容積效率的主要因素之一。oMajidDelpassand等學(xué)者對(duì)螺桿泵抽汲含砂流體的進(jìn)行了研究，研究認(rèn)為對(duì)螺桿泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化能夠降低泵的磨損，延長(zhǎng)不銹鋼螺桿泵的使用壽命。大慶石油學(xué)院姜民政等進(jìn)行了單螺桿泵吸入口壓力對(duì)泵特性影響的試驗(yàn)研究，認(rèn)為泵吸入口真空度較小時(shí)，泵特性參數(shù)變化不大，而吸入口真空較大時(shí)，泵的工作狀況急劇惡化。
采油三螺桿泵的工作壽命很大程度上取決于定子襯套耐油橡膠的性能，橡膠定子受多種因素的影響，直接影響螺桿泵的工作特性。學(xué)者在橡膠配方、制造工藝、橡膠非線性大變形理論分析等諸多方面進(jìn)行了深入研究。師國(guó)臣博士在此基礎(chǔ)上，建立了定子橡膠平面有限元模型對(duì)定子的受力和變形進(jìn)行分析，認(rèn)為泊松比對(duì)定子橡膠變形影響，輪廓線的位移隨泊松比的變化是線性的螺桿泵采油配套技術(shù)是油井正常生產(chǎn)、提高檢泵周期、實(shí)現(xiàn)舉升的輔助技術(shù)措施。隨著螺桿泵采油技術(shù)應(yīng)用的擴(kuò)大，其配套技術(shù)的研究也深入開(kāi)展，主要集中在桿柱配套技術(shù)、選井選泵技術(shù)、工況分析與診斷技術(shù)等方面，并一些有實(shí)用價(jià)值的結(jié)果。
