潛油電泵機(jī)組斜井通過能力與易失效部件研究.pdf

1、本文根據(jù)管柱能夠靠自身重力下放到井下的四個判別條件:剛度條件、接觸條件、強(qiáng)度條件、摩阻力條件和由于潛油電泵機(jī)組在斜井內(nèi)受到井眼曲率變化引起機(jī)組發(fā)生大變形以及機(jī)組下放受到的機(jī)械阻力,提出了采用強(qiáng)度條件和摩阻力條件來評價電泵機(jī)組斜井通過能力,并建立了潛油電泵機(jī)組斜井受力變形分析的三維計(jì)算有限元模型.應(yīng)用ANSYS軟件的大變形、接觸非線性理論對電泵機(jī)組在斜井內(nèi)的受力進(jìn)行了分析,計(jì)算出WIDD-C17井,130電泵機(jī)組,在30°井斜角時能通過的

2、極限曲率為6°/30m,此時下放推力為1.75kN.最后應(yīng)用ANSYS軟件的二次開發(fā)功能APDL編制了潛油電泵機(jī)組斜井通過能力評價的專用程序,可以根據(jù)給定的井眼軌道、電泵機(jī)組,模擬計(jì)算機(jī)組在不同曲率井段內(nèi)的受力變形狀態(tài),圖形顯示電泵機(jī)組復(fù)合應(yīng)力等結(jié)果,并重新對機(jī)組在不同井眼曲率的通過能力進(jìn)行了評價.在電泵機(jī)組通過斜井段后,由于其潛油電泵軸和泵接頭連接螺釘易失效,因此本文對電泵軸和泵接頭連接螺釘進(jìn)行了有限元分析.通過對電泵軸與花鍵套接觸的

3、有限元分析,得到了電泵軸的應(yīng)力分布情況,泵軸最大應(yīng)力發(fā)生在花鍵軸與過渡段連接處.泵軸與花鍵套由不同材料改為相同材料蒙乃爾K-500,花鍵根部的應(yīng)力集中系數(shù)下降了13.72﹪；花鍵軸鍵側(cè)根部圓弧由外圓弧改為內(nèi)圓弧設(shè)計(jì),花鍵根部應(yīng)力集中系數(shù)下降了10.77﹪,為電泵軸花鍵段的設(shè)計(jì)和花鍵套材料的選用提供了依據(jù).針對潛油電泵機(jī)組連接螺釘在承受不同扭矩作用時的受力情況,以及對螺釘不同的排列時所能傳遞扭矩和各螺釘受力情況的分析,得到了潛油電泵泵接頭