机床与液压

作者：董社霞，程文佳，葛垣，刘洋，贺育贤，易先中

单位：中海油田服务股份有限公司；中海油田服务股份有限公司；中海油田服务股份有限公司；长江大学机械工程学院；长江大学机械工程学院；长江大学机械工程学院

关键词：卡瓦结构;有限元;力学性能;试验研究

基金：中海油集团公司关键核心技术研究项目（CNOOC-KJGJHXJSGG YF 2020-01）

为了研究不同结构桥塞对套管力学行为的影响规律，保证桥塞的坐封效果，通过理论分析、有限元模拟和试验研究，探讨了铣齿式和镶齿结构卡瓦对P110和P125套管力学性能的影响。基于桥塞卡瓦与套管间的相互作用关系，推导了卡瓦与套管间的支持力和摩擦力，并对P110和P125套管材料进行拉伸试验。采用有限元方法模拟铣齿式和镶齿式结构卡瓦下入套管的力学行为，并通过试验验证了两种卡瓦结构的坐封效果。结果表明：铣齿式卡瓦坐封力为85~210 kN时，套管最大应力为780 MPa，套管变形比较严重，且变形方向由内向外扩展，当坐封压力超过210 kN时，卡瓦才能有效坐封套管；镶齿式硬质合金卡瓦在坐封压力为85~210 kN时，接触压力呈锯齿状变化，齿痕较深，能够牢固坐封套管。试验进一步验证了镶齿式硬质合金卡瓦在P110和P125套管中的咬合效果显著优于铣齿式卡瓦；采用硬质合金型卡瓦替代铣齿式卡瓦，可有效达到坐封效果。

来源：2025年第7期

《机床与液压》期刊编辑部

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