采油工程試驗井專用絞車動態(tài)設計.pdf

1、本課題主要針對采油工程中間模擬試驗系統(tǒng)的專用絞車，采用動態(tài)設計的方法對工作過程中產(chǎn)生的振動問題加以研究。 在油田開采方式逐步由自噴轉(zhuǎn)為機械采油過程中，機械采油裝備、井下工具、作業(yè)工藝方法及配套的設施都需要進行中間模擬試驗。因此，采油工程中間模擬試驗已成為油田生產(chǎn)不可缺少的環(huán)節(jié)，隨著新的舉升工藝方法、作業(yè)工具的科學研究和推廣，它將發(fā)揮越來越大的作用。在油田的不同開發(fā)階段，為人工舉升、分層開采、生產(chǎn)測井等環(huán)節(jié)提供試驗手段。絞車是采油

2、工程中間模擬試驗系統(tǒng)的重要組成部分，它承擔著為起下作業(yè)提供動力和操控手段的作用，是該系統(tǒng)的主要耗能設備之一，其功能的正常發(fā)揮及性能的優(yōu)劣對系統(tǒng)的安全性、可靠性起著決定性的作用。因此，研究該絞車的動態(tài)設計方法，提高其動態(tài)性能具有重要意義。本文應用轉(zhuǎn)子動力學理論及有限元理論將絞車傳動系統(tǒng)簡化成為帶有一個剛性圓盤、兩個彈性支承、兩個剛性支承的典型轉(zhuǎn)子－軸承系統(tǒng)，并得到剛度矩陣、質(zhì)量矩陣均由顯式表示的傳動系統(tǒng)運動方程，計算得出絞車的固有頻率及動

3、態(tài)響應，分析絞車在運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生振動的主要原因；利用直接求導法進行結(jié)構靈敏度分析，確定最敏感的結(jié)構設計參數(shù)，提出解決方案，并利用依據(jù)攝動迭代理論推導的修改結(jié)構重分析方法快速獲得結(jié)構被修改后的動態(tài)特性；利用ANSYS和ADAMS軟件進行聯(lián)合仿真，模擬實際工作情況，對比優(yōu)化前后絞車的運轉(zhuǎn)情況。仿真結(jié)果與理論分析基本一致，證明了本文的動態(tài)設計方法是合理的、可行的。 本文研究中所提出的動態(tài)設計方法，為同類絞車的優(yōu)化研究起到一定的借鑒作用