直線驅(qū)動式螺桿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)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(qū)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(shè)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(qū)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(shè)備報廢。針對這種情況本文提出了直線驅(qū)動式螺桿泵采油系統(tǒng)，這種直線驅(qū)動式螺桿泵

2、使用原抽油機和抽油桿作為動力驅(qū)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(qū)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(zhuǎn)換裝置一直旋機構(gòu)作了詳細的運動分析，并設(shè)計了一種直線驅(qū)動式往復旋轉(zhuǎn)螺桿泵，用Solidworks三維軟件進行了零部件的造型、產(chǎn)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(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)成因，建立了它的扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)差率的電動機驅(qū)動抽油機，對直線驅(qū)動式往復旋轉(zhuǎn)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(jié)果進行了分析，得到了螺桿泵的瞬時轉(zhuǎn)速波動較大，但驅(qū)動力矩的變化幅值相對較小的結(jié)論，表明