高效采油管內減速系統(tǒng)設計及仿真.pdf

1、隨著石油工業(yè)的發(fā)展，高效率的井下驅動采油系統(tǒng)得到了廣泛重視，該系統(tǒng)需要的是高速電機驅動、大扭矩的螺桿泵輸出，所以需要一套管內減速系統(tǒng)。由于受到管徑的限制，為實現(xiàn)大扭矩成為國內一直沒有徹底解決的難題。本文通過方案設計與計算、優(yōu)化設計和計算機仿真設計出一種高效采油管內減速器。
　　根據(jù)采油環(huán)境的要求進行方案設計，對能實現(xiàn)同軸減速的傳動類型進行計算和分析，確定采用具有功率分流作用的封閉周轉輪系作為減速系統(tǒng)的傳動型式。并進行了傳動比公式推

2、導、扭矩和效率計算、封閉功率和功率流方向研究，為管內減速系統(tǒng)結構設計和計算機仿真提供理論依據(jù)。
　　本文將基本蟻群算法和內點懲罰函數(shù)法結合起來，提出“階梯”尋優(yōu)模型，為實現(xiàn)體積小、大扭矩，對減速器進行優(yōu)化設計。該模型解決了基本蟻群算法在機械優(yōu)化設計中遇到的多變量、有約束、低速率等難題，將改進蟻群算法成功應用于管內減速器優(yōu)化設計中。
　　通過對減速器均載理論分析，將漸開線短花鍵應用到均載設計中，采用“活動件”聯(lián)接結構實現(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，減速器的密封至關重要。本文專門設計可補償式機械密封，保證了管內減速系統(tǒng)的安全；在結構設計完成之后，采用Pro/E建立減速器的虛擬樣機、干涉檢測和運動仿真。根據(jù)仿真結果對減速器虛擬樣機進行調整，得到了較好的仿真結果，并與理論計算進行驗證。
　　為了滿足減速器各元件在大扭矩作用下的強度要求，本文采用ANSYS對減速器關鍵元件進行有限元分析。并根據(jù)分析結果對減速器結構進行調整以達到最