机床与液压

作者：李良庆，巨雄，梁月松，贺育贤，易先中，霍寒旭，王田玉

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；中海油田服务股份有限公司；中海油田服务股份有限公司

关键词：咬入深度;疲劳寿命;双向筒式卡瓦;高温高压封隔器

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

为了提高海上“三高”气井管柱的安全性，确保卡瓦良好的工作性能，以HPC070401封隔器双向筒式卡瓦为例，将滑移线理论法、数值模拟和实验法相结合，研究卡瓦咬入过程的力学行为，分析卡瓦与套管的接触应力分布规律、卡瓦牙咬入套管的深度和疲劳寿命，建立了封隔器卡瓦系统工作可靠的充分必要准则。研究结果表明：坐卡压力增加，卡瓦牙咬入套管的深度也随之增加，在坐卡压力为35、42、48、55 MPa时，卡瓦咬入套管深度为0.259 93、0.294 25、0.323 53、0.365 61 mm;坐卡压力增加，卡瓦牙尖局部塑性变形增大，在坐卡压力35、42、48、55 MPa下，对称循环波动20%时，卡瓦疲劳循环次数为951 110、789 540、717 160、629 260;通过高温高压封隔器卡瓦锚定实验，卡瓦咬入套管的实测深度介于 0.350~1 mm之间，与有限元模拟结果较吻合；结合评价准则和高温高压封隔器疲劳实验可知，套管因疲劳累积损伤产生的应力松驰系数为0.18。

来源：2024年第18期

《机床与液压》期刊编辑部

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