永久式封隔器卡瓦断裂模拟分析

摘要

卡瓦是永久式封隔器的核心部件,其性能直接影响封隔器锚定是否可靠。永久式封隔器卡瓦起到锚定套管、锁定封隔器胶筒的作用,卡瓦结构对封隔器承压密封性能尤为重要,采用室内坐封、锚定试验和数值模拟相结合的方法,提高永久式封隔器整体性能。首先,通过设计室内试验方案,获得了永久式封隔器卡瓦锚定载荷范围,验证了卡瓦锚定可靠性。将室内试验获得的坐封载荷作为模拟坐封载荷,采用LS-DYNA数值模拟软件,通过合理设置模拟条件,获得了永久式封隔器卡瓦初次、二次、三次断裂临界应力值,以及裂纹扩张趋势及断裂形态。室内试验和数值模拟综合分析结果表明,30MPa坐封载荷条件下封隔器坐封锚定效果良好,且室内试验中卡瓦断裂形态与数值模拟结果一致,数值模拟分析的准确性也为永久式封隔器卡瓦结构设计提供了科学依据。