**摘要：在對現場失效事故進行了大量調查分析的基礎上，分析了造成電潛幫浦倒扣失效的主要原因是其工作中存在倒扣扭矩和電潛幫浦各管螺紋聯接的預緊力矩不夠，進而提出了防止電潛幫浦倒扣的措施。
電動潛油離心幫浦(下文簡稱作電潛幫浦)是一種高效率、適合於高產、深井的機械採油裝置。據資料介紹，電潛幫浦的平均產液量是桿式幫浦的2倍以上。但是，在實際生產中，經常發生電潛幫浦的落井事故。
據對某油田的調查統計，電潛幫浦的落井率高達10%～15%。電潛幫浦落井事故的發生，一方面影響了電潛幫浦高效率的發揮，降低了**產量；另一方面電潛幫浦落井後很難打撈，給使用者帶來很多麻煩，也造成重大的經濟損失。根據對落井事故的調查分析發現，造成電潛幫浦落井的直接原因有二：
其一是在電潛幫浦各幫浦節、幫浦筒與幫浦頭之間或電潛幫浦系統與油管之間的聯接螺紋(下文簡稱作各管螺紋聯接)處，因防倒塊失效而造成的倒扣落井。其二是電潛幫浦各幫浦節或電機節之間聯接螺栓斷裂造成的落井。現文主要分析倒扣問題。
1 倒扣原因分析
根據對現場倒扣落井事故的調查發現，造成電潛幫浦系統倒扣的原因有三：第一，電潛幫浦在啟動和正常工作時，存在較大的倒扣扭矩。這是因為電潛幫浦各管螺紋聯接處均採用右旋螺紋聯接(m90×1.
75)，而電機的旋轉方向為順時針方向，電機輸出的扭矩通過多級離心幫浦的幫浦軸和葉輪、導輪傳遞給幫浦筒，使幫浦筒有沿倒扣方向轉動的趨勢。尤其在電潛幫浦啟動時，啟動扭矩較大並存在較大的衝擊，在此衝擊扭矩作用下，極有可能使管螺紋聯接倒扣。第二，電潛幫浦各管螺紋聯接的預緊力不夠(或預緊扭矩不夠)。
預緊力的大小是影響螺紋聯接可靠性的重要因素，預緊力既不能太大，也不能太小。對電潛幫浦各管螺紋聯接而言，一方面考慮到電潛幫浦在工作中存在倒扣扭矩，各管螺紋聯接的預緊力應能保證在電潛幫浦系統軸向載荷(包括電潛幫浦系統的自重、流體壓力及預緊力等)與橫向倒扣扭矩的共同作用下，不會發生倒扣現象，即使預緊扭矩大於倒扣扭矩的一定值；另一方面預緊力也不能太大。若預緊力過大，再加上電潛幫浦軸向載荷的作用，有可能使螺紋橫截面上的軸向拉應力超過幫浦筒材料的屈服點，使幫浦筒螺紋處發生塑性變形，導致預緊力鬆弛。
此時，儘管相互聯接的2部件沒有發生相對轉動，但螺紋聯接已經鬆動。若此時有倒扣扭矩的作用，此倒扣扭矩全部由防倒塊承受；若防倒塊焊接不牢或強度不足，就會造成防倒塊脫焊或被剪斷，從而導致電潛幫浦倒扣落井。由此可見，預緊力應有乙個適當的數值。
但實際生產中使用的國產電潛幫浦，在設計上沒有對各管螺紋聯接的預緊力進行精確計算，工藝上更沒有對預緊力的大小進行嚴格控制，這是導致螺紋倒扣的重要原因。第三，防倒工藝不可靠。因電潛幫浦存在倒扣問題，所以在管螺紋聯接處設定了防倒塊。
由於防倒塊厚度不大，焊縫截面尺寸較小，承載能力不強；加之防倒塊與幫浦頭、幫浦筒均為中碳鋼，焊接工藝性較差，焊縫質量難以保證。所以，防倒塊的防倒功能不可靠。生產中經常發生防倒塊脫焊，甚至剪斷的現象，這正好說明了這一點。
2 防止倒扣的途徑
2.1 合理確定各管螺紋聯接的預緊扭矩
根據上述分析，各管螺紋聯接的實際預緊扭矩(mrb)，首先應保證在電潛幫浦軸向載荷與工作中實際存在的倒扣扭矩(mrp)的共同作用下螺紋不鬆動。對三角型螺紋而言，若不考慮軸向載荷的作用，擰緊螺紋需要的扭矩ms和鬆開螺紋需要的扭矩mp應分別為
ms=dfb-tan(α+φv)／21)
mp=dfb-tan(α-φv)／22)
式中，d為管螺紋的中徑，mm； fb為螺紋預緊力，n；α為螺紋公升角，24；φv為三角型螺紋當量摩擦角，9°36。
代入螺紋有關引數得
ms=1.1***)
即擰緊螺紋需要的扭矩應大於鬆開螺紋需要的扭矩。對電潛幫浦而言，工作中實際存在的最大倒扣扭矩mrpmax即為啟動扭矩mst。電潛幫浦帶負載啟動時，啟動扭矩一般為額定扭矩mr的1.
1～2.4倍(對常用的30～55kw電機為1.4～1.
8倍)，即
mrp=mst=(1.4～1.8)mr4)
為防止電潛幫浦在工作中因頻繁啟動而倒扣，應使實際預緊扭矩mrb滿足
mrb＝ms-mrp／mp=(1.54～1.98)mr5)
即實際預緊扭矩應大於1.54～1.98倍的額定扭矩；另一方面，螺紋的實際預緊扭矩又不能過大，也即由實際預緊扭矩產生的實際預緊力不能過大。
螺紋的預緊力與螺紋材料的屈服點σs、螺紋最小橫截面積amin之間存在如下關係：
fb≤(0.5～0.7)σs-amin6)
若按式(5)求得的預緊扭矩，在螺紋橫截面上產生的預緊力超過式(6)的範圍時，應考慮增加幫浦筒壁厚或換用屈服點更高的幫浦筒材料。
2.2 改變電潛幫浦各管螺紋的旋向
將右旋改為左旋，這樣可以使電潛幫浦在啟動和正常運轉時產生的扭矩，不會引起螺紋鬆動。當然，在電潛幫浦工作過程中，因過載、欠載等原因造成電機斷電時，也會在瞬間產生倒扣扭矩，但此扭矩與啟動扭矩相比要小得多，不致於引起電潛幫浦倒扣；另外，強化現行的防倒措施，嚴格控制防倒塊的焊接工藝，確保焊接質量，也能起到防止倒扣的作用。
上述防止倒扣的措施，都不能從根本上解決倒扣問題。因為引起倒扣的扭矩沒有消除，當然，要徹底消除倒扣扭矩是不可能的。但採取一定措施可將倒扣扭矩控制在一定範圍內。
例如，在電潛幫浦的最上節與油管連線處，採用如圖1所示的活動接頭，可以使倒扣扭矩控制在一定範圍內，避免倒扣的發生。該接頭的工作原理是，裝配時，通過調節螺釘，適當控制鋼球與上接頭之間的壓緊力，從而保證電潛幫浦在正常工作時，上環與下環之間不發生相對轉動。當扭矩超過某一定值時，上接頭將鋼球壓入上環孔中，上環與下環之間發生相對轉動，從而將扭矩控制在一定範圍內，起到防止倒扣的作用。
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