直線驅動式螺桿泵的結構設計及系統(tǒng)的動力學分析.pdf

1、隨著我國各大油田開發(fā)的不斷發(fā)展，油田的開發(fā)難度不斷增加，其中有的油井出現(xiàn)了高含砂量、高油氣比的稠油，有的則陸續(xù)步入水驅油藏開采后期的高含水期甚至特高含水期，這時若繼續(xù)使用原來的“三抽”機械采油設備，則會出現(xiàn)工作效率低下，采油效果不理想。在這種情況下使用螺桿泵采油系統(tǒng)是理想的開采方式。但是采用現(xiàn)有任何一種驅動形式的螺桿泵來開采，都會造成原來廣泛使用的“三抽”采油設備報廢。針對這種情況本文提出了直線驅動式螺桿泵采油系統(tǒng)，這種直線驅動式螺桿泵

2、使用原抽油機和抽油桿作為動力驅動裝置，它不僅具有螺桿泵適應于高粘度、高含砂量、高油氣比的原油開采外，還具有有桿柱塞泵采油的適應性強、工作可靠、工作壽命長、適合于深井開采的特點。 本文首先簡單介紹了機械采油的基本原理，接著提出了直線驅動式螺桿泵采油系統(tǒng)，并介紹了其工作原理，對其中的動力轉換裝置一直旋機構作了詳細的運動分析，并設計了一種直線驅動式往復旋轉螺桿泵，用Solidworks三維軟件進行了零部件的造型、產品裝配、模擬運動仿真

3、和干涉檢查。 其次分別對上下沖程過程中直旋機構中的滾珠花鍵副和滾珠絲杠副作了受力分析，建立了它們的動力學模型；對螺桿泵的轉子作了詳細的運動學和動力學分析，也建立了它的動力學模型；同時還建立了常規(guī)游梁式抽油機的數(shù)學模型。 接著詳細分析了抽油桿柱的受力情況，建立了它的一維縱向振動力學模型；在考慮抽油桿柱和液柱耦合的情況下，建立了它們的動力學方程(二維模型)；在考慮抽油桿柱油管柱和液柱耦合的情況下，建立了它們的動力學模型(三維

4、模型)，并在每個動力學方程中給出了它們的初始條件和邊界條件；此外還詳細分析了抽油桿柱的扭轉成因，建立了它的扭轉振動方程，也給出了方程的初始條件和邊界條件，從而豐富了抽油桿柱的理論知識。 最后在不考慮抽油桿柱彈性變形的情況下，使用定轉差率的電動機驅動抽油機，對直線驅動式往復旋轉螺桿泵采油系統(tǒng)進行了仿真，并用Matlab軟件繪出了仿真曲線，對仿真結果進行了分析，得到了螺桿泵的瞬時轉速波動較大，但驅動力矩的變化幅值相對較小的結論，表明