高效采油管內(nèi)減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真.pdf

1、隨著石油工業(yè)的發(fā)展，高效率的井下驅(qū)動(dòng)采油系統(tǒng)得到了廣泛重視，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，所以需要一套管內(nèi)減速系統(tǒng)。由于受到管徑的限制，為實(shí)現(xiàn)大扭矩成為國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有徹底解決的難題。本文通過(guò)方案設(shè)計(jì)與計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)出一種高效采油管內(nèi)減速器。
　　根據(jù)采油環(huán)境的要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，對(duì)能實(shí)現(xiàn)同軸減速的傳動(dòng)類(lèi)型進(jìn)行計(jì)算和分析，確定采用具有功率分流作用的封閉周轉(zhuǎn)輪系作為減速系統(tǒng)的傳動(dòng)型式。并進(jìn)行了傳動(dòng)比公式推

2、導(dǎo)、扭矩和效率計(jì)算、封閉功率和功率流方向研究，為管內(nèi)減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)仿真提供理論依據(jù)。
　　本文將基本蟻群算法和內(nèi)點(diǎn)懲罰函數(shù)法結(jié)合起來(lái)，提出“階梯”尋優(yōu)模型，為實(shí)現(xiàn)體積小、大扭矩，對(duì)減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。該模型解決了基本蟻群算法在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中遇到的多變量、有約束、低速率等難題，將改進(jìn)蟻群算法成功應(yīng)用于管內(nèi)減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)中。
　　通過(guò)對(duì)減速器均載理論分析，將漸開(kāi)線短花鍵應(yīng)用到均載設(shè)計(jì)中，采用“活動(dòng)件”聯(lián)接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)減速器

3、行星輪的均載；由于減速器工作在高溫、高壓的原油環(huán)境下，減速器的密封至關(guān)重要。本文專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)可補(bǔ)償式機(jī)械密封，保證了管內(nèi)減速系統(tǒng)的安全；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后，采用Pro/E建立減速器的虛擬樣機(jī)、干涉檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)仿真。根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)減速器虛擬樣機(jī)進(jìn)行調(diào)整，得到了較好的仿真結(jié)果，并與理論計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證。
　　為了滿足減速器各元件在大扭矩作用下的強(qiáng)度要求，本文采用ANSYS對(duì)減速器關(guān)鍵元件進(jìn)行有限元分析。并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)減速器結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到最