井下驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油系統(tǒng)滾柱活齒減速器的研制

副題名

外文題名

Development of roller oscillating tooth gear drive reducer for downhole driven screw pump pumping system

論文作者

楊偉君著

導(dǎo)師

李瑰賢指導(dǎo)

學(xué)科專業(yè)

機(jī)械設(shè)計(jì)與理論

學(xué)位級(jí)別

d 2003n

學(xué)位授予單位

哈爾濱工業(yè)大學(xué)

學(xué)位授予時(shí)間

2003

關(guān)鍵詞

減速器 螺桿泵 采油機(jī)械設(shè)備

館藏號(hào)

TH132

唯一標(biāo)識(shí)符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.002908159

館藏目錄

2005\TH132\5 2100433B

1概論

1.1引言

1.2螺桿泵采油系統(tǒng)概述

1.2.1螺桿泵采油系統(tǒng)組成

1.2.2螺桿泵分類

1.2.3螺桿泵采油系統(tǒng)主要特點(diǎn)

1.3螺桿泵采油系統(tǒng)研制與應(yīng)用現(xiàn)狀

1.3.1地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油系統(tǒng)研制現(xiàn)狀

1.3.2潛油螺桿泵采油系統(tǒng)研制現(xiàn)狀

1.3.3國(guó)外螺桿泵采油系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.3.4我國(guó)螺桿泵采油系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.4螺桿泵采油系統(tǒng)新進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)

1.4.1新材料

1.4.2新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.4.3新組件及配套技術(shù)

1.4.4螺桿泵采油技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.5采油螺桿泵的轉(zhuǎn)速控制及優(yōu)化

1.5.1采油螺桿泵轉(zhuǎn)速控制的意義

1.5.2采油系統(tǒng)的軟啟動(dòng)

1.5.3供采平衡

1.5.4采油螺桿泵的轉(zhuǎn)速優(yōu)化

參考文獻(xiàn)

2單螺桿泵理論基礎(chǔ)與選型設(shè)計(jì)

2.1單螺桿泵的工作原理

2.2單螺桿泵的流量計(jì)算與基本參數(shù)確定

2.2.1單螺桿泵的流量計(jì)算公式

2.2.2單螺桿泵基本尺寸的確定

2.3單螺桿泵定轉(zhuǎn)子型線方程式

2.3.1螺桿的軸向型線及其方程式

2.3.2襯套的軸向型線及其方程式

2.4單螺桿泵的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

2.4.1單螺桿的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)

2.4.2單螺桿在襯套中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

2.5單螺桿泵的能量損失與效率計(jì)算

2.5.1容積損失

2.5.2機(jī)械損失

2.6單螺桿泵定轉(zhuǎn)子尺寸最優(yōu)配比

2.6.1初始過盈最優(yōu)值的確定

2.6.2螺桿偏心距對(duì)其半徑最優(yōu)比值的確定

2.6.3襯套導(dǎo)程對(duì)螺桿半徑最優(yōu)比值的確定

2.6.4螺桿一襯套副長(zhǎng)度的選擇

2.7單螺桿泵軸向力計(jì)算

2.7.1Gc的確定

2.7.2Gf的確定

2.7.3Gp的確定

2.8螺桿泵的選型設(shè)計(jì)

2.8.1螺桿泵的井下容積

2.8.2螺桿泵的壓頭

2.8.3泵型選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)

2.8.4配套抽油管的選擇

參考文獻(xiàn)

3螺桿泵定子橡膠及其磨損分析

3.1螺桿泵定子橡膠

3.1.1橡膠材料基本特征

3.1.2螺桿泵定子橡膠應(yīng)具有的性能

3.1.3常用的螺桿泵定子橡膠材料

3.2實(shí)際工況下定子橡膠的選擇

3.2.1常規(guī)淺井

3.2.2深井或超深井

3.2.3水平井

3.2.4特殊工況

3.3螺桿泵定子橡膠實(shí)物磨損分布規(guī)律

3.4螺桿泵定子橡膠磨損分析研究現(xiàn)狀

3.4.1從自身結(jié)構(gòu)參數(shù)角度分析定子橡膠磨損

3.4.2從受力角度分析定子橡膠磨損

3.4.3從機(jī)構(gòu)構(gòu)形角度分析定子橡膠磨損

3.4.4從有限元角度分析定子橡膠磨損

3.4.5從磨損機(jī)理角度分析定子橡膠磨損

3.4.6從流體動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)角度分析定子橡膠磨損

3.5橡膠摩擦學(xué)

3.5.1摩擦學(xué)簡(jiǎn)介

3.5.2研究橡膠磨損的重要意義

3.5.3磨損的基本特征

3.5.4摩擦學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

3.5.5橡膠摩擦的特點(diǎn)

3.5.6橡膠磨損的特點(diǎn)

3.5.7影響橡膠摩擦磨損性能的因素

3.6采油螺桿泵摩擦學(xué)系統(tǒng)分析

參考文獻(xiàn)

4采油螺桿泵轉(zhuǎn)速影響因素

4.1油井供液能力

4.2采油螺桿泵結(jié)構(gòu)參數(shù)

4.2.1橡膠定子與金屬轉(zhuǎn)子之間的過盈量

4.2.2螺桿泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)

4.3泵以上的環(huán)形空間

4.4油井工況

4.4.1原油黏度

4.4.2井下溫度

4.4.3泵端壓差

4.4.4原油中的含砂量

4.4.5原油中的含氣量

4.4.6原油中的含蠟量

4.5螺桿泵定子橡膠的磨損

4.6螺桿泵的容積效率和機(jī)械效率

4.6.1螺桿泵的容積效率

4.6.2螺桿泵的機(jī)械效率

4.6.3泵兩端壓差對(duì)效率的影響

4.6.4油的溫度和黏度對(duì)容積效率的綜合影響

參考文獻(xiàn)

5螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化模型構(gòu)建及預(yù)測(cè)

5.1常用的非線性優(yōu)化方法

5.1.1遺傳算法

5.1.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

5.1.3灰色理論

5.1.4小波分析

5.1.5模糊系統(tǒng)理論

5.2采油螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化模型的構(gòu)建與預(yù)測(cè)

5.2.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與預(yù)測(cè)

5.2.2RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與預(yù)測(cè)

5.2.3Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與預(yù)測(cè)

5.2.4基于遺傳算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與預(yù)測(cè)

5.2.5基于四種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化效果比較分析

參考文獻(xiàn)

6螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)

6.1螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)及支撐軟件

6.1.1Delphi系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)

6.1.2Matlab支撐軟件

6.2Delphi與Matlab混合編程

6.2.1使用Matlab引擎

6.2.2利用Mideva軟件平臺(tái)

6.2.3利用文件傳輸方式

6.2.4利用DDE（動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換）

6.2.5利用Active

6.3基于文件傳輸方式實(shí)現(xiàn)的混合編程

6.3.1Matlab的M語(yǔ)言

6.3.2Matlab數(shù)據(jù)的輸入輸出方法

6.3.3執(zhí)行可執(zhí)行文件（exe）的方式

6.3.4Delphi將數(shù)據(jù)傳遞給Matlab

6.3.5Matlab接受傳遞數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算

6.3.6矩陣運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)

6.4螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及組成模塊

6.4.1螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

6.4.2螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)組成模塊

6.5螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

6.5.1數(shù)據(jù)采集程序

6.5.2螺桿泵轉(zhuǎn)速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與Delphi實(shí)現(xiàn)

6.5.3控制輸出程序

6.6螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)的模擬硬件構(gòu)成

6.7螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行界面

6.7.1開機(jī)界面

6.7.2主界面

6.7.3試驗(yàn)主界面

6.7.4試驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告界面

6.7.5數(shù)據(jù)分析界面

6.7.6曲線分析界面

6.7.7報(bào)表設(shè)置界面

參考文獻(xiàn)

……

7螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化試驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建

8螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化試驗(yàn)測(cè)試

《螺桿泵與井下螺桿鉆具》側(cè)重于螺桿泵的實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)螺標(biāo)泵在使用中的需要，系統(tǒng)講解了螺桿泵的基本原理、分類、設(shè)計(jì)參數(shù)、應(yīng)用準(zhǔn)則、安裝實(shí)例和故障維修?！堵輻U泵與井下螺桿鉆具》適合螺桿泵的設(shè)計(jì)、使用人員，高校相關(guān)專業(yè)的師生使用。