根据对落井事故的调查分析发现,造成电潜泵落井的直接原因有二:其一是在电潜泵各泵节、泵筒与泵头之间或电潜泵系统与油管之间的联接螺纹(下文简称作各管螺纹联接)处,因防倒块失效而造成的倒扣落井。其二是电潜泵各泵节或电机节之间联接螺栓断裂造成的落井。现文主要分析倒扣问题。
1倒扣原因分析
根据对现场倒扣落井事故的调查发现,造成电潜泵系统倒扣的原因有三:
*,电潜泵在启动和正常工作时,存在较大的倒扣扭矩。这是因为电潜泵各管螺纹联接处均采用右旋螺纹联接(m90×1.75),而电机的旋转方向为顺时针方向,电机输出的扭矩通过多级离心泵的泵轴和叶轮、导轮传递给泵筒,使泵筒有沿倒扣方向转动的趋势。尤其在电潜泵启动时,启动扭矩较大并存在较大的冲击,在此冲击扭矩作用下,极有可能使管螺纹联接倒扣。
第二,电潜泵各管螺纹联接的预紧力不够(或预紧扭矩不够)。预紧力的大小是影响螺纹联接可靠性的重要因素,预紧力既不能太大,也不能太小。对电潜泵各管螺纹联接而言,一方面考虑到电潜泵在工作中存在倒扣扭矩,各管螺纹联接的预紧力应能保证在电潜泵系统轴向载荷(包括电潜泵系统的自重、流体压力及预紧力等)与横向倒扣扭矩的共同作用下,不会发生倒扣现象,即使预紧扭矩大于倒扣扭矩的一定值;另一方面预紧力也不能太大。若预紧力过大,再加上电潜泵轴向载荷的作用,有可能使螺纹横截面上的轴向拉应力超过泵筒材料的屈服点,使泵筒螺纹处发生塑性变形,导致预紧力松弛。此时,尽管相互联接的2部件没有发生相对转动,但螺纹联接已经松动。若此时有倒扣扭矩的作用,此倒扣扭矩全部由防倒块承受;若防倒块焊接不牢或强度不足,就会造成防倒块脱焊或被剪断,从而导致电潜泵倒扣落井。由此可见,预紧力应有一个适当的数值。但实际生产中使用的国产电潜泵,在设计上没有对各管螺纹联接的预紧力进行计算,工艺上更没有对预紧力的大小进行严格控制,这是导致螺纹倒扣的重要原因。
第三,防倒工艺不可靠。因电潜泵存在倒扣问题,所以在管螺纹联接处设置了防倒块。由于防倒块厚度不大,焊缝截面尺寸较小,承载能力不强;加之防倒块与泵头、泵筒均为中碳钢,焊接工艺性较差,焊缝质量难以保证。所以,防倒块的防倒功能不可靠。生产中经常发生防倒块脱焊,甚至剪断的现象,这正好说明了这一点。
