潜油螺杆泵采油系统,是近几十年来发展起来的新采油技术,它和传统有杆采油技术相比,从根本上解决了有杆泵在稠油开采中的抽油杆断脱以及在深井、斜井中应用时杆管偏磨等问题,同时具有地面结构简单、占地少、无噪声、成本低、效率高等优点,在高粘度稠油、高含砂、高含气和斜井等陆上油井及海上采油平台的原油开采中具有独特的优势,是极具发展潜力的采油设备。同时潜油螺杆泵采油系统存在一定的技术难点,由于转速很高的潜油电机起动力矩小,导致螺杆泵启动困难。因此设计一种功率大、体积小,适用于井下螺杆泵驱动的具有较高的运行可靠度和寿命的减速器系统,对于提高螺杆泵适应不同的和复杂多变的开采环境的能力,节约能源和提高采油效率等都起着至关重要的作用。本文围绕潜油减速器传动结构的选取,对比了多种传动形式的特点,结合潜油减速器的设计要求和设计难点,最终得出滚子活齿少齿差行星齿轮传动更为适合直径φ≤114mm潜油减速器的传动结构的结论,为后面减速器的具体设计奠定了基础。对滚子活齿少齿差行星齿轮传动理论进行了较为详细的分析,包括其基本结构组成、传动原理、中心轮齿廓曲线的推导、关键受力部件滚柱活齿的受力分析和基本构件的参数推导,为后面活齿减速器的具体设计提供了理论支持。本文根据设计要求及工况,对潜油螺杆泵及潜油电机进行选型,然后根据潜油电机与潜油螺杆泵的工作参数确定所设计的减速器的设计参数,从而完成减速器各构件及装配体的理论设计。并结合大型三维设计软件PRO/E、仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,对所设计的减速器进行了立体建模、运动学及动力学分析、应力应变分析和模态分析等。最后对所设计的潜油螺杆泵用活齿减速器进行了优化设计分析。理论计算与软件分析相结合完成了减速器的最终设计。