Solidworks软件在井下工具设计中的应用

大庆油田在经过四十多年的注水开发之后，已经全面进入了特高含水期。出现了含水率高，剩余油高度分散，挖潜等高难度高等问题。这些问题都对采油工艺提出了更高的需求，对我们得井下工具的设计工作也有了更高的要求。

应用三维设计软件可使设计效率大大的提高，增加设计质量。SolidWorks 软件是世界上第一个基于Windows 开发的三维CAD 系统， 其创新的技术符合CAD 技术的发展趋势和潮流，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航天、家电等行业。Solidworks软件功能强大，组件繁多集合了零件设计、产品装配、自动测量、运动仿真、有限元分析、流体分析、动画制作、产品库管理等功能。应用Solidworks可使井下工具的的设计过程更加简单与精确。

一、SolidWorks的特点

Solidworks采用基于特征的实体建模，具有完成的零件造型、装配、二维工程图纸生成、智能装配、干涉检查、运动仿真、有限元分析、流体分析等一系列功能，可实现相关参数的优化设计。

二、Solidworks软件在井下工具设计中的应用

1.solidworks的三维建模

Solidworks软件的建模模块有拉伸、拉伸切除、扫描灯多个建模空间，不仅可以对我们普通的井下工具进行建模，更可以建立一些复杂的曲面。在三维建模过程中尺寸参数来控制零件的几何属性。在设计开发中，参数化是指零件的结构形状比较定型，可以用一个或一组参数来确定设计对象，参数与设计对象的控制尺寸有明显的对应关系，从而可使设计的结果受参数的驱动。在井下工具的研发中可以应用参数化设计零件。在参数化建模设计前，对零件进行仔细的分析，首先从整体上形成关于零件建模的思路，明确设计需要创建的各种特征以及它们的内在联系及其各自特点，最后明确该零件需要几个参数进行驱动。

Solidworks中的系列零件设计表是通过嵌入在Microsoft Excel工作表中指定参数，可以使用材料明细表建构多个不同配置的零件或装配体。系列零件设计表保存在模型文件中，对Excel表格的修改实现尺寸驱动，从而能够完成设计系列参数化。图1-图2是对弹簧抓和弹簧抓外套进行的参数化建模。

2.Solidworks零件的装配

装配设计在实际的设计中是至关重要的，设计的各个零件只有正确地装配在一起，才能检验其功能。在solidworks软件中，可以通过几何尺寸配合将各个零部件有序的装配在一起。装配是简洁而又符合实际情况的，只要通过很少的步骤就可以将各种零件按要求装配在一起，进而还可以检验静态零件间关联情况。图3是对弹簧抓和弹簧抓外套进行组合后的装配体。

3.Solidworks的运动仿真和有限元分析

在运动仿真中，可将通过定义活动部件的运动条件来模拟整个工具的机械运动。在机械运动的过程中可以对各个机构进行动力学分析，通过干涉检查功能找到薄弱点与干涉部件，进而指导工程设计。将模型导入Simulatin插件中进行有限元分析。通过分析结果云图可以看出弹簧抓的根部受力最为严重，应适当加厚增加其强度。

三、结论

通过solidworks其中运动仿真、有限元分析、快捷的参数化尺寸、一体化的数据信息平台等功能可使井下工具设计方式更加多元化、只能化、协同化。可大大的提高井下工具的设计效率，增加设计质量。也可以更好的满足油田对采油工艺日益增长的要求，为保障油田稳产做贡献。

作者简介：吴阚，女，从事采油工程研究工作。