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      電泵機組部件間的連接通常采用螺釘，在通過水平井彎曲井眼時，螺釘除了承受預緊力外，還要承受機組因彎曲變形產生的附加軸力，因螺釘強度不夠致使機組通過彎曲井段時發生局部塑性變形或斷裂事故時有發生，使潛油電泵機組在大曲率水平井中的應用受到限制。受軸向工作載荷的螺釘連接強度分析在很多資料中都有涉及，可以采用載荷系數法等來計算螺釘的連接強度，而受彎矩作用的連接螺釘由于連接件接觸面壓力分布不均，致使連接螺釘的軸向分布也不一致。本研究將對電泵機組連接螺釘在預緊力和彎曲井眼作用下的強度進行分析。
      潛油電泵機組部件間通常用6個或8個均勻分布螺釘連接。在預緊工作狀態下每個螺釘所受軸向力是一樣的，如圖所示。潛油電泵機組常使用的連接螺釘屬于細牙直螺紋，牙型為三角形，牙型角為60°。在預緊狀態下F為預緊力，d為螺釘螺紋中徑，P為螺紋升角，P為非矩形螺紋的當量摩擦角，fc為螺釘頭與被連接件支撐面間的摩擦因數，r為支撐面摩擦半徑，T為擰緊力矩，[F]為螺釘保證載荷。
      機組通過彎曲井眼時，由于各個部件利用螺釘緊密連接，假設螺釘和機組接觸面始終保持接觸，即所有連接部件在彎曲井眼內為連續體，由于機組彎曲變形導致連接螺釘的附加軸向力不相同，離中性軸越遠，螺釘承受的附加軸向力越大。螺釘連接分布如圖所示，1號和4號螺釘承受的載荷最大，2號、6號與3號、5號對稱分布，承受的載荷相等，但是由于彎曲變形將使1,2,6號螺釘軸向力增大，而3，4，5號軸向力降低，因此1號螺釘為最危險螺釘。
      機組在彎矩M作用下的受力如圖所示。由于連接接頭接觸面壓力變化將承受部分彎矩Mz，而連接螺釘組軸向載荷變化也將承受部分彎矩Mz，可表示為在彎曲井眼作用下，接頭上承受的彎矩使連接螺釘產生附加軸向力，此時螺釘承受的軸向載荷是由擰緊扭矩和彎曲井眼共同引起，其強度評價條件為該機組在井眼曲率14014/30m下放時，根據材料力學公式可推得180s，由此式求得電機與保護器接頭、保護器與吸入口之間的接頭、吸入口與潛油泵之間的接頭、潛油泵之間的接頭處的彎矩，并將彎矩代入公式進行連接螺釘連接強度評價。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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