闸板防喷器胶芯密封及损坏机理分析

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1、2010年第39卷石油矿场机械第2期第16页OILFIELDEQUIPMENT2010，39(2)：16～18文章编号：1001—3482(2010)02一O016-03闸板防喷器胶芯密封及损坏机理分析王锡洲。，付玉坤，朱海燕。，韩传军(1．西南石油大学，成都610500；2．中国石油化工股份有限公司科技开发部，北京100728；3．江汉石油钻头股份有限公司，武汉430223)摘要：以闸板防喷器胶芯为研究对象，通过试验确定了胶芯的本构关系，建立了闸板防喷器胶芯与钻杆的三维简化模型，对胶芯与钻杆进行了接触分析。研究了4种不同冲击载荷作用下胶芯与钻杆之间的接触应力分

2、布规律，结果表明，在胶芯与钻杆的接触面上出现了一个长条形的应力集中区，对密封起主要作用；冲击压力的不断增加，使得胶芯与钻杆之间的接触面积不断减小是导致胶芯密封失效的原因，并将该分析结果与油田现场胶芯密封钻杆的实际情况进行了比较，发现胶芯损坏的部位均处于胶芯接触应力集中处。关键词：闸板防喷器；胶芯；三维；非线性；接触应力中图分类号：TE921．5文献标识码：AContactStressandDamageAnalysisofRubberCoreinRamBOPWANGXi—zhou～，FUYu—kun，ZHUHai—yan。，HANChuan—jun(1．South

3、westPetroleumUniversity，Chengdu610500，China；2．SicinceandDevelopmentDepartmentofSinopec，Beijing100728，China；3．KingdreamPublicI．imitedCompany，Wuhan430223，China)Abstract：ByCarryingOUttheexperimentontherubberunderdifferenttemperaturesandpres—surestodeterminetheconstitutiverelationoftheru

4、bbercore，thethree—dimensiona1mode1be—tweenrubbercoreanddrillingpipeoftheRomBOPwereestablished．Thenonlinearcontacta—nalysiswasmade，andthedistributionofcontactstressbetweentherubbercoreandthedrillingpipeinfourdifferentloadingswerestudied．Theanalysisresultshowedtherewasalongstripofthest

5、ressconcentrationzoneinthecontactsurfacewhichplayedamajorroleontheseal；therea—sonbytheever—increasingimpactforsealedfailureofrubbercorewasthecontinuouslyreducingofthecontactarea，andwhencomparingwiththeactualconditionsoftheoilfield，theresearchfoundthatthedamagepartsofrubbercorewasinth

6、elargestcontactstressofrubbercore，whichexplainedthereliableoffiniteelementanalysisresults，whichprovidesatheoreticalreferenceforimprovingthedesignofrubbercore．Keywords：ramBOP；rubbercore；three—dimensionaI；non—linear；contactstress防喷器是发生井涌或井喷时起密封或封井作用尤其是高压防喷器，其密封性能就显得特别重要。的关键设备，其封井原理就是靠胶

7、芯唇部橡胶与钻防喷器胶芯在工作过程中，由于工作条件十分恶劣，杆之问的接触密封压力来实现，因此，井口防喷器，胶芯很容易发生冲击损坏、与钻杆之间接触区磨损、收稿日期：200908—07基金项目：中石化先导性研究项目“钻柱连续循环系统技术研究”(P07044)；西南石油大学科技基金(2007XJZ090)作者简介：王锡洲(1970一)，男，山东青岛人，高级工程师，博士研究生，1994年毕业于西南石油学院钻井工程专业，目前从事石油装备现代设计及仿真技术方面的研究，E—mail：wxzh@sinopec．corn．cn。第39卷第2期王锡洲，等：闸板防喷器胶芯密封及损坏机

8、理分析滑伤、变形过度等形