多井联动排采设备摆脱了单机单井的开采模式,利用钢丝绳与滑轮相结合的方式实现了一个驱动装置带动多口井同时采油,解决了丛式井系统效率低、能耗高的问题,最大限度满足了丛式井采油工艺的需要。钢丝绳是多井联动排采设备中将动力传递到各井的关键构件,由于不能准确及时判断钢丝绳的服役状况及使用寿命,限制了多井联动排采设备的进一步推广,据此,本文开展了多井联动排采设备钢丝绳力学性能的研究。主要内容如下:(1)依据多井联动排采设备设计方案,优选出对心式曲柄滑块机构作为多井联动排采设备的研究对象。研究了对心式曲柄滑块机构的运动学规律,得到悬点位移、速度、加速度随时间变化的规律。确定了机构的动力学模型,对构件的运动副反力、悬点载荷等要素进行了分析,为钢丝绳力学性能分析提供了外部激励。(2)基于多目标决策法建立了钢丝绳选型的指标体系,评价出适用于对心式曲柄滑块多井联动排采设备的钢丝绳型号。运用悬点载荷,确定出钢丝绳直径。结合绳径大小设计了钢丝绳配套装置,为钢丝绳寿命预估提供了计算依据。(3)以多井联动排采设备钢丝绳受力类型为基础,建立了绳股中钢丝拉伸和弯曲的力学模型,基于力学模型特征研究了钢丝绳内部钢丝应力应变的变化情况。(4)以选型钢丝绳的结构参数为样本,应用Auto CAD软件对选型钢丝绳进行实体建模,基于ANSYS Workbench软件对模型进行了有限元分析,研究了钢丝绳和钢丝在拉力作用下的应力应变规律,验证了钢丝绳数值模拟的准确性。(5)探讨了钢丝绳弯曲疲劳寿命因素,分析了轮绳直径比、钢丝绳公称强度、拉力比等因素对钢丝绳疲劳寿命的影响规律,基于Miner准则根据钢丝绳外部激励、配套装置、钢丝绳基本参数预估了钢丝绳的疲劳寿命,通过试验测评了疲劳损伤累计假设在多井联动排采设备钢丝绳寿命估算应用的正确性,为多井联动排采设备钢丝绳更换提供了指导。