随着石油工业的发展,井下驱动采油系统得到广泛重视,由于受到管径的限制,实现大扭矩成为国内一直没有彻底解决的难题。该系统需要的是高速电机驱动、大扭矩的螺杆泵输出,所以需要一套减速系统实现增大扭矩、降低转速。本文通过对比分析选择传动比较大的2K-H类双级行星齿轮传动作为螺杆泵井下减速传动装置。论文主要研究内容如下:根据采油环境的要求进行减速系统方案的设计,确定采用具有径向尺寸小、传动范围大的2K-H类双级行星齿轮传动作为螺杆泵井下驱动装置。综合考虑螺杆泵定子和转子之间的初始配合过盈量、定子橡胶的热胀以及定子橡胶在油液中溶胀等因素的影响,利用ANSYS有限元分析工具,模拟定子和转子的接触状态,改进了定子和转子之间摩阻扭矩的计算方法,提高了螺杆泵输入扭矩计算精度。将电动潜油螺杆泵的驱动及传动系统简化为单自由度刚性转子动力学系统,建立了其启动过程动力学仿真模型。分析结果表明,电动潜油螺杆泵减速器输出扭矩的动载系数可选1.6左右,在电动潜油螺杆泵传动系统零部件的结构设计中是不可忽略的因素。以减速器体积最小为减速器传动参数优化设计的目标函数,综合减速器传动约束与强度约束,建立了减速器传动参数优化设计的数学模型。应用MATLAB优化工具箱完成了φ138mm套管内、传递功率10kW、传动比为10的减速器传动参数的优化设计。采用ANSYS对减速器关键元件及齿轮啮合接触状态分析,校核零件强度及齿轮在啮合过程中的应力。在其计算结果基础上,最终确定减速系统结构参数并进行三维建模,完成采油管内减速器的设计。