電動(dòng)潛油螺桿泵減速裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)及虛擬建模.pdf

1、隨著石油工業(yè)的發(fā)展，井下驅(qū)動(dòng)采油系統(tǒng)得到廣泛重視，由于受到管徑的限制，實(shí)現(xiàn)大扭矩成為國內(nèi)一直沒有徹底解決的難題。該系統(tǒng)需要的是高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)、大扭矩的螺桿泵輸出，所以需要一套減速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)增大扭矩、降低轉(zhuǎn)速。本文通過對(duì)比分析選擇傳動(dòng)比較大的2K-H類雙級(jí)行星齒輪傳動(dòng)作為螺桿泵井下減速傳動(dòng)裝置。論文主要研究內(nèi)容如下：
　　根據(jù)采油環(huán)境的要求進(jìn)行減速系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，確定采用具有徑向尺寸小、傳動(dòng)范圍大的2K-H類雙級(jí)行星齒輪傳動(dòng)作為螺桿泵井

2、下驅(qū)動(dòng)裝置。
　　綜合考慮螺桿泵定子和轉(zhuǎn)子之間的初始配合過盈量、定子橡膠的熱脹以及定子橡膠在油液中溶脹等因素的影響，利用ANSYS有限元分析工具，模擬定子和轉(zhuǎn)子的接觸狀態(tài)，改進(jìn)了定子和轉(zhuǎn)子之間摩阻扭矩的計(jì)算方法，提高了螺桿泵輸入扭矩計(jì)算精度。
　　將電動(dòng)潛油螺桿泵的驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)系統(tǒng)簡化為單自由度剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，建立了其啟動(dòng)過程動(dòng)力學(xué)仿真模型。分析結(jié)果表明，電動(dòng)潛油螺桿泵減速器輸出扭矩的動(dòng)載系數(shù)可選1.6左右，在電動(dòng)潛油螺桿

3、泵傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是不可忽略的因素。
　　以減速器體積最小為減速器傳動(dòng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)，綜合減速器傳動(dòng)約束與強(qiáng)度約束，建立了減速器傳動(dòng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用MATLAB優(yōu)化工具箱完成了φ138mm套管內(nèi)、傳遞功率10kW、傳動(dòng)比為10的減速器傳動(dòng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　采用ANSYS對(duì)減速器關(guān)鍵元件及齒輪嚙合接觸狀態(tài)分析，校核零件強(qiáng)度及齒輪在嚙合過程中的應(yīng)力。在其計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上，最終確定減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)并