螺栓连接式水下井口连接器结构性能分析

摘要

水下井口连接器是海洋油气勘探开发的重要设备,工作时面临的工况和环境较复杂.通过三维有限元计算,分析了螺栓连接式水下井口连接器在安装预紧模式、生产模式及钻完井和修井模式下的结构性能,研究了外部载荷、金属密封垫环接触力、螺栓应力应变等参数之间的相互影响规律.建模时密封垫环采用GK3 D8单元来模拟接触的非线性行为,其他模型采用C3D8R单元划分网格.分析结果表明,内压循环载荷对连接器预紧能力的影响很小;钻完井和修井模式下,螺栓是毂面分离后的主要承载部件;连接器在发生塑性破坏或达到结构极限强度时,金属密封垫环仍能有效密封内压.