發(fā)布時間：2020-05-23 01:31

【摘要】：隨著我國采油行業(yè)的發(fā)展和深入,相比于傳統(tǒng)采油系統(tǒng)出現(xiàn)的密封失效、抽油桿脫落、桿管偏磨等失效情況,具有井下驅(qū)動、無桿抽油等綜合優(yōu)點的潛油直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)日益受到重視。本文在對潛油直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)計算的基礎(chǔ)上,對其關(guān)鍵部件等壁厚單螺桿泵進(jìn)行接觸分析和優(yōu)化設(shè)計研究,具體研究方法和成果有以下幾點:(1)運用Creo3.0軟件,通過采用自頂向下設(shè)計方法對潛油直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)進(jìn)行三維實體建模,并將Mathcad與Creo進(jìn)行無縫連接,實現(xiàn)采油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計參數(shù)的傳遞與共享,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)模型的自動更新和修正,提高了設(shè)計效率。(2)基于定子橡膠材料的拉伸試驗,對等壁厚單螺桿泵進(jìn)行均勻壓力、壓差、溫度和摩擦系數(shù)4種工況下的接觸分析,并綜合評價接觸分析結(jié)果的變化規(guī)律。通過分析結(jié)果可知:不同工況對螺桿泵接觸性能的影響規(guī)律不同。對等壁厚單螺桿泵進(jìn)行過盈量、偏心距、定子橡膠厚度3組結(jié)構(gòu)參數(shù)的接觸分析,通過分析結(jié)果可知,過盈量對泵的接觸密封性影響最大,定子厚度次之,偏心距影響最小。(3)將多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)與響應(yīng)面法相結(jié)合,對等壁厚單螺桿泵進(jìn)行響應(yīng)面多目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析。建立了以定子總變形量最大值、接觸壓力最大值和等效應(yīng)力最大值為目標(biāo)函數(shù)的3組二次多項式響應(yīng)面擬合模型,擬合模型回歸分析結(jié)果精度均在90%以上,具有較好的擬合性和預(yù)測性。對等壁厚單螺桿泵的設(shè)計變量和優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行靈敏度分析和3D響應(yīng)面分析,分析結(jié)果與有限元接觸分析結(jié)果一致。通過響應(yīng)面多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計,共得到3組等壁厚單螺桿泵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化解,3組優(yōu)化解均較好的減小了泵定子壓縮總變形量和等效應(yīng)力值,且保持接觸壓力最大值大于泵體壓差。優(yōu)化結(jié)果均提升了等壁厚單螺桿泵的接觸密封性能,同時減小了泵的體積與質(zhì)量。該研究結(jié)果為等壁厚單螺桿泵進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計提供了理論指導(dǎo),具有一定的工程應(yīng)用價值。(4)基于Pump Linx軟件,對優(yōu)化前后的4組等壁厚單螺桿泵進(jìn)行流體力學(xué)特性分析,分析結(jié)果表明:優(yōu)化后的等壁厚單螺桿泵腔體壓差提升,泵舉升能力有所提高;同時流體流速略有降低,定子所受沖擊力減小,嚙合處流體流動穩(wěn)定性增加。
【圖文】：

圖１－１地面驅(qū)動螺桿泵、井下驅(qū)動潛油螺桿泵采油系統(tǒng)逡逑現(xiàn)有潛油螺桿泵采油系統(tǒng)為了達(dá)到減速和增大扭矩的目的，一般采用了行星齒輪機(jī)逡逑構(gòu)，但同時也降低了機(jī)械效率，并帶來一系列問題

圖１－２潛油直驅(qū)螺桿泵地面及井下部分逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE933.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 簡幫強(qiáng);余德海;李鄉(xiāng)安;;基于拓?fù)浜托蚊矁?yōu)化的泵車連桿優(yōu)化設(shè)計[J];機(jī)械設(shè)計;2015年12期

2 呂國林;褚學(xué)寧;儲德新;沈靖;劉相振;;自頂向下設(shè)計的多骨架建模方法[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2015年03期

3 崔俊國;肖文生;喻高遠(yuǎn);王宏敏;司國琛;;潛油永磁同步電機(jī)國內(nèi)外研究進(jìn)展[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2015年03期

4 孫艷萍;趙寧;屈文濤;劉慶;;直驅(qū)螺桿泵在煤層氣排采中的參數(shù)優(yōu)化研究[J];石油機(jī)械;2014年05期

5 石昌帥;楊啟明;祝效華;童華;;雙頭單螺桿泵定子襯套力學(xué)行為分析[J];中國機(jī)械工程;2014年09期

6 薛建泉;張國棟;吳慎渠;谷國劍;李敏慧;;基于ANSYS的螺桿泵內(nèi)部壓力分布有限元分析[J];潤滑與密封;2012年09期

7 劉士士;谷正氣;伍文廣;米承繼;梁小波;彭國譜;;基于響應(yīng)面方法的車輛多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年07期

8 魏紀(jì)德;何艷;鄭學(xué)成;孫春龍;陳兆梅;;提高螺桿泵工作性能的方法[J];大慶石油地質(zhì)與開發(fā);2012年02期

9 宋敏;;直驅(qū)電動機(jī)與等壁厚螺桿泵的合理匹配[J];石油石化節(jié)能;2012年03期

10 祝效華;石昌帥;童華;;等壁厚螺桿鉆具定子襯套變形規(guī)律研究[J];石油機(jī)械;2011年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉鵬;往復(fù)式壓縮機(jī)主機(jī)自頂向下設(shè)計及其方法研究[D];西南石油大學(xué);2016年

2 王永飛;基于CFD的電子水泵數(shù)值仿真與流場分析[D];長安大學(xué);2015年

3 初同龍;螺桿泵內(nèi)部流場分析及三維數(shù)值模擬研究[D];東北石油大學(xué);2014年

4 馬加尚;潛油直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化與故障診斷[D];西安石油大學(xué);2014年

5 張亮;等壁厚螺桿泵定子應(yīng)力應(yīng)變的有限元分析[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2014年

6 劉華;基于Pro/E的掘進(jìn)機(jī)模塊化+Top-Down設(shè)計方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

7 許濤;潛油電機(jī)保護(hù)器結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[D];中國石油大學(xué)(華東);2013年

8 張文飛;動力總成橡膠懸置本構(gòu)關(guān)系與優(yōu)化設(shè)計[D];清華大學(xué);2012年

9 鄧平;基于三維的機(jī)械系統(tǒng)Top-down設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

10 翟穎;水力驅(qū)動單螺桿泵采油系統(tǒng)設(shè)計計算[D];中國石油大學(xué);2011年

，

本文編號：2676918