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水下井口连接器研发现状及密封关键技术研究进展
被引量：
2
1
作者
李育房
王莹莹
+2 位作者
同武军
王宝富
李兴业
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期187-197,共11页
水下井口连接器是连接水下采油树与井口头的关键设备,为了加快国内水下井口连接器的研发进程,对国内外水下井口连接器发展现状进行了广泛调研,国外水下井口连接器产品系列完善,5家供应商占据了市场垄断地位;国内对水下井口连接器的研究...
水下井口连接器是连接水下采油树与井口头的关键设备,为了加快国内水下井口连接器的研发进程,对国内外水下井口连接器发展现状进行了广泛调研,国外水下井口连接器产品系列完善,5家供应商占据了市场垄断地位;国内对水下井口连接器的研究起步较晚,但目前也初步实现了浅水及深水井口连接器的工程化应用。针对水下井口连接器最为关键的金属对金属密封问题,从密封数值模拟、理论及试验、热-力耦合、密封优化设计等方面研究进展进行了剖析,指出基于线弹性二维或三维有限元方法分析水下井口连接器的非线性问题存在一定偏差;理论方法难以准确推导出水下井口连接器在复合载荷下的密封载荷传递关系,相关试验也难以精确模拟水下井口连接器的真实工况和载荷条件;热-力耦合分析未充分考虑传热边界和初始温度条件,简单按照经验法选取对流换热系数和导热系数,导致连接器密封热-力耦合的温度求解不准确,也缺少相关试验验证压力-温度共同作用下的金属密封能力;密封优化设计方面,目前主要针对接触应力单一目标进行优化,需以接触应力、结构强度、尺寸等多目标进行优化,多角度评估优化后的水下井口连接器结构力学性能。建议深入开展水下井口连接器设计、制造、检验标准的适用性研究,全方位评估水下井口连接器密封影响因素并完善水下井口连接器的密封试验内容,突破水下井口连接器密封关键技术,形成水下井口连接器的研发技术体系,实现海洋油气开发水下井口连接器从浅水到深水、超深水系列化标准化产品。
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关键词
水下
井口连接器
金属密封
热-力耦合
密封关键技术
技术标准
研究进展
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职称材料
水下井口连接器密封结构性能分析
被引量：
17
2
作者
唐文献
曹伟枫
+2 位作者
张建
吴进涛
龚光辉
《石油机械》
2016年第3期82-87,共6页
水下井口连接器在生产过程中面临的工况和环境较复杂.通过有限元计算, 分析了连接器在安装预紧工况和生产工况下密封圈的密封性能.研究了轴向预紧力、密封圈接触应力和径向压缩量等参数之间的相互影响规律.通过编写Abaqus 的inp 程序, ...
水下井口连接器在生产过程中面临的工况和环境较复杂.通过有限元计算, 分析了连接器在安装预紧工况和生产工况下密封圈的密封性能.研究了轴向预紧力、密封圈接触应力和径向压缩量等参数之间的相互影响规律.通过编写Abaqus 的inp 程序, 分析完井与修井工况下承受弯矩载荷的井口连接器密封性能, 研究了金属密封圈左右接触面不同弯矩载荷下的接触应力相互影响规律.分析结果表明, 连接器在承受2.02×10^6 N·m 的弯矩条件下, 金属密封圈虽然发生面积较大的屈服, 但是仍然具有密封性, 能够有效密封内压.研究成果可为水下井口连接器的安全应用提供参考.
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关键词
水下
井口连接器
金属密封圈
密封性能
修井
接触应力
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职称材料
水下卧式采油树井口连接器VX钢圈力学特性研究
被引量：
22
3
作者
陈晓芳
赵宏林
+4 位作者
罗晓兰
段梦兰
梅静
田红平
叶道辉
《石油机械》
北大核心
2014年第8期62-67,共6页
VX钢圈是水下卧式采油树连接器上的全金属锥形密封圈,其性能好坏直接影响着采油树功能的实现。为保证密封件的性能,需要进行密封件力学特性及相关参数的计算。根据VX钢圈密封的工作原理,对VX钢圈密封锥面进行预紧及操作工况下的力学分析...
VX钢圈是水下卧式采油树连接器上的全金属锥形密封圈,其性能好坏直接影响着采油树功能的实现。为保证密封件的性能,需要进行密封件力学特性及相关参数的计算。根据VX钢圈密封的工作原理,对VX钢圈密封锥面进行预紧及操作工况下的力学分析,推导出了VX密封钢圈的预紧接触应力和操作接触应力公式,并用ABAQUS有限元法对推导的VX钢圈的设计计算公式进行验证及相关分析,指出在操作工况下,钢圈接触应力与内压呈线性关系,先随内压增大而降低,到达最低值后,则随内压增大而线性增大,钢圈实现自紧密封。
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关键词
VX钢圈
全金属锥形密封
力学分析
ABAQUS有限元
井口连接器
卧式采油树
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职称材料
锁块式水下采油树井口连接器性能分析
被引量：
15
4
作者
程子云
李文博
+1 位作者
张玉
段梦兰
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2019年第2期40-49,共10页
水下采油树井口连接器是连接采油树和井口的关键设备,对深海水下勘探开发及采油树的安装连接具有不可或缺的重要意义。以一种锁块式水下连接器为例,介绍其结构组成和工作原理,通过有限元建立连接器的三维模型,分析连接器在下放安装工况...
水下采油树井口连接器是连接采油树和井口的关键设备,对深海水下勘探开发及采油树的安装连接具有不可或缺的重要意义。以一种锁块式水下连接器为例,介绍其结构组成和工作原理,通过有限元建立连接器的三维模型,分析连接器在下放安装工况、连接锁紧工况、正常生产工况和钻完井工况下的连接性能,得出井口与采油树本体接触面作用力、VX钢圈接触应力和锁块受力情况随外部载荷的相互关系。结果表明,VX钢圈在整个过程中都能够保持良好密封,井口与采油树本体接触面未发生分离,弯矩对连接器连接性能影响很大,在额定弯矩作用时连接器部分锁块已发生弹塑性失效。
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关键词
采油树
井口连接器
锁块
连接
性能
不同工况
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职称材料
螺栓连接式水下井口连接器结构性能分析
被引量：
12
5
作者
王川
朱宏武
《石油机械》
北大核心
2013年第12期48-52,共5页
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...
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GK3D8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。
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关键词
水下
井口连接器
预紧模式
生产模式
接触力
密封垫环
毂面力
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职称材料
水下井口连接器密封性能影响因素分析与优化
被引量：
6
6
作者
刘书杰
孟文波
+4 位作者
黄熠
刘和兴
李磊
黄亮
赵苏文
《石油机械》
北大核心
2022年第7期86-91,共6页
水下井口连接器作为连接高压井口与水下采油树、防止井内高温高压流体泄漏的关键设备,其承受着极其恶劣的载荷作用。为研究内压工况下流体渗透压力对井口连接器金属-金属密封的影响,以自主研制的井口连接器为对象,考虑流体渗透压力对VX...
水下井口连接器作为连接高压井口与水下采油树、防止井内高温高压流体泄漏的关键设备,其承受着极其恶劣的载荷作用。为研究内压工况下流体渗透压力对井口连接器金属-金属密封的影响,以自主研制的井口连接器为对象,考虑流体渗透压力对VX钢圈密封性能的影响,运用ABAQUS软件分析了井口连接器在预紧和内压工况下的密封性能,探究了预紧力、介质压力、密封圈材料性能和结构参数对其接触应力的影响规律。研究结果表明:轴向预紧力是影响连接器密封性能的重要因素,在保证连接器结构强度下应尽量增大预紧力;随着内压的增大,上密封面的接触应力增加,趋势与下密封面相比较增加速率变低,且下密封面接触应力大于上密封面;316L不锈钢满足密封准则,用其作为密封圈材料更为经济;最优密封锥面锥角α为22.75°,最优密封面宽度b_(0)为28 mm。所得结论可为其他类型水下井口连接器的密封结构设计提供依据。
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关键词
井口连接器
VX钢圈
金属-金属密封
渗透压力
轴向预紧力
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职称材料
热力耦合作用下水下井口连接器密封特性
被引量：
3
7
作者
刘统亮
魏行超
冯定
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期138-146,共9页
为研究海底高温高压复杂工况下金属密封圈在井口连接器中的密封性能,根据传热学理论建立传热学和热力耦合数学模型,运用ANSYS建立井口连接器温度场有限元模型;在温度场数值模拟的基础上,进行稳态和瞬态热结构耦合数值模拟分析,得到油气...
为研究海底高温高压复杂工况下金属密封圈在井口连接器中的密封性能,根据传热学理论建立传热学和热力耦合数学模型,运用ANSYS建立井口连接器温度场有限元模型;在温度场数值模拟的基础上,进行稳态和瞬态热结构耦合数值模拟分析,得到油气介质压力及温度对水下井口连接器密封性能的影响。结果表明:油气介质温度越高,密封圈内部的温度梯度越大,在温度冲击影响下,连接器各零部件和密封圈之间的温差波动要大于匀速变温及瞬间变温下产生的温差波动。稳态热-结构耦合分析表明,金属密封圈会因温度升高而产生膨胀变形,并且该变形大于不施加温度载荷时的变形,说明温度载荷在特定条件下将直接影响连接器的密封特性;瞬态热-结构耦合分析表明,油气介质温度的快速变化,导致密封圈中接触面受热产生的线膨胀比外圈的线膨胀大,从而导致密封圈内部的不协调变形,因此在实际工作环境中应避免温度升高速度过快的现象发生。
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关键词
井口连接器
密封性能
温度场
热-结构耦合
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职称材料
深水防喷器组井口连接器可靠性研究
被引量：
7
8
作者
刘永红
刘增凯
+2 位作者
蔡宝平
田晓洁
纪仁杰
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期140-144,共5页
通过分析深水防喷器组位于井口时井口连接器的工作状态和重要失效模式,建立水下井口连接器的Markov模型,得到计算系统瞬态和稳态可靠性指标的公式。以墨西哥湾的防喷器可靠性数据为例,定量求解水下井口连接器的瞬态、稳态可用度和平均...
通过分析深水防喷器组位于井口时井口连接器的工作状态和重要失效模式,建立水下井口连接器的Markov模型,得到计算系统瞬态和稳态可靠性指标的公式。以墨西哥湾的防喷器可靠性数据为例,定量求解水下井口连接器的瞬态、稳态可用度和平均无故障时间MTTF,研究模型中状态转移概率对系统的稳态可用度和MTTF的影响。结果表明:水下井口连接器具有很高的稳态可用度和MTTF;降低水下井口连接器在正常运行期间发生'外部泄露'和'解锁失败'故障的概率可以有效地提高系统稳态可用度和MTTF,而在测试期间发生故障的概率对系统性能的影响较小。
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关键词
水下
井口连接器
深水防喷器组
可靠性
平均无故障时间
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职称材料
浅水水下井口连接器设计与应用
被引量：
2
9
作者
张会增
幸雪松
+3 位作者
王名春
王彬
隋中斐
于小涛
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期204-210,共7页
针对现有的深水水下井口连接器体积大、结构复杂且制造成本高的问题,考虑浅水水下作业环境,设计了一种浅水水下井口连接器(EZ-LOCK),该连接器通过压盖、卡块和顶丝与井口型面的机械配合,实现水下采油树和水下井口的锁紧和解锁。根据浅...
针对现有的深水水下井口连接器体积大、结构复杂且制造成本高的问题,考虑浅水水下作业环境,设计了一种浅水水下井口连接器(EZ-LOCK),该连接器通过压盖、卡块和顶丝与井口型面的机械配合,实现水下采油树和水下井口的锁紧和解锁。根据浅水水下钻完井作业工况载荷,对水下井口连接器进行了作业流程模拟和局部失效评估,结果表明该水下井口连接器设计结构合理,未发生局部失效。依据API 17D标准对水下井口连接器工程样机开展了性能验证试验,进一步验证了水下井口连接器的使用性能和可靠性。研制的浅水水下井口连接器结构简单,安全可靠,成本低,潜水员水下操作方便,目前已成功在渤海完成了海上试验并开始示范应用。本文研究成果为浅水水下井口和采油树系统的应用打下了基础。
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关键词
浅水
井口连接器
结构设计
性能试验
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职称材料
深水采油树井口液压连接器的设计
被引量：
3
10
作者
李华
张崇
+3 位作者
黄青松
任冠龙
汪洋
余意
《船海工程》
北大核心
2024年第3期113-119,共7页
设计一种基于18-3/4"H4型面、69 MPa井口压力的液压驱动锁块式连接器,通过有限元方法分析锁紧型面过盈量对锁紧峰值压力、连接器预紧力的影响,预紧力与锁紧峰值压力之间的关系,以及VX钢圈在失效负载条件下的密封性能,并对相关分析...
设计一种基于18-3/4"H4型面、69 MPa井口压力的液压驱动锁块式连接器,通过有限元方法分析锁紧型面过盈量对锁紧峰值压力、连接器预紧力的影响,预紧力与锁紧峰值压力之间的关系,以及VX钢圈在失效负载条件下的密封性能,并对相关分析结果进行测试验证。分析及测试验证表明,在过盈量可调范围内连接器预紧力与锁紧峰值压力为线性关系,可通过锁紧峰值压力的大小有效评估预紧力;有限元分析结果可为连接器的调试作参考;连续的环状接触压痕是钢圈密封的必要条件,密封面的材料及加工质量是建立密封的关键因素;连接器在69 MPa+1300 kN+11000 kN·m负载条件下功能、结构及密封性能良好。连接器搭载采油树在南海相关油气田得到成功的示范应用。
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关键词
水下采油树
井口
液压
连接器
密封钢圈
锁紧峰值压力
预紧力
负载测试
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职称材料
题名
水下井口连接器研发现状及密封关键技术研究进展
被引量：
2
1
作者
李育房
王莹莹
同武军
王宝富
李兴业
机构
中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院
中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司
出处
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期187-197,共11页
基金
国家自然科学基金项目“深海水下井口连接器密封接触特性及泄漏机制研究(编号:52301377)”
“极地极端海洋环境下水下井口耦合系统疲劳损伤灾变演化机制研究(编号:5237422)”
+1 种基金
“大型水下管汇多体耦合系统安装姿态控制规律研究(编号:52071336)”
工业和信息化部高技术船舶研究项目“水下生产系统总体关键技术研究(编号:2023GXB01-01-001)”部分研究成果。
文摘
水下井口连接器是连接水下采油树与井口头的关键设备,为了加快国内水下井口连接器的研发进程,对国内外水下井口连接器发展现状进行了广泛调研,国外水下井口连接器产品系列完善,5家供应商占据了市场垄断地位;国内对水下井口连接器的研究起步较晚,但目前也初步实现了浅水及深水井口连接器的工程化应用。针对水下井口连接器最为关键的金属对金属密封问题,从密封数值模拟、理论及试验、热-力耦合、密封优化设计等方面研究进展进行了剖析,指出基于线弹性二维或三维有限元方法分析水下井口连接器的非线性问题存在一定偏差;理论方法难以准确推导出水下井口连接器在复合载荷下的密封载荷传递关系,相关试验也难以精确模拟水下井口连接器的真实工况和载荷条件;热-力耦合分析未充分考虑传热边界和初始温度条件,简单按照经验法选取对流换热系数和导热系数,导致连接器密封热-力耦合的温度求解不准确,也缺少相关试验验证压力-温度共同作用下的金属密封能力;密封优化设计方面,目前主要针对接触应力单一目标进行优化,需以接触应力、结构强度、尺寸等多目标进行优化,多角度评估优化后的水下井口连接器结构力学性能。建议深入开展水下井口连接器设计、制造、检验标准的适用性研究,全方位评估水下井口连接器密封影响因素并完善水下井口连接器的密封试验内容,突破水下井口连接器密封关键技术,形成水下井口连接器的研发技术体系,实现海洋油气开发水下井口连接器从浅水到深水、超深水系列化标准化产品。
关键词
水下
井口连接器
金属密封
热-力耦合
密封关键技术
技术标准
研究进展
Keywords
subsea wellhead connector
metal sealing
thermal-mechanical coupling
key sealing technologies
technical standards
research progress
分类号
TE97 [石油与天然气工程—石油机械设备]
P756 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
水下井口连接器密封结构性能分析
被引量：
17
2
作者
唐文献
曹伟枫
张建
吴进涛
龚光辉
机构
江苏科技大学机械工程学院
重庆前卫海洋石油工程设备有限责任公司
出处
《石油机械》
2016年第3期82-87,共6页
文摘
水下井口连接器在生产过程中面临的工况和环境较复杂.通过有限元计算, 分析了连接器在安装预紧工况和生产工况下密封圈的密封性能.研究了轴向预紧力、密封圈接触应力和径向压缩量等参数之间的相互影响规律.通过编写Abaqus 的inp 程序, 分析完井与修井工况下承受弯矩载荷的井口连接器密封性能, 研究了金属密封圈左右接触面不同弯矩载荷下的接触应力相互影响规律.分析结果表明, 连接器在承受2.02×10^6 N·m 的弯矩条件下, 金属密封圈虽然发生面积较大的屈服, 但是仍然具有密封性, 能够有效密封内压.研究成果可为水下井口连接器的安全应用提供参考.
关键词
水下
井口连接器
金属密封圈
密封性能
修井
接触应力
Keywords
subsea wellhead connector
gasket ring
sealing performance
well servicing
contact stress
分类号
TE952 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
水下卧式采油树井口连接器VX钢圈力学特性研究
被引量：
22
3
作者
陈晓芳
赵宏林
罗晓兰
段梦兰
梅静
田红平
叶道辉
机构
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
江汉石油钻头股份有限公司
出处
《石油机械》
北大核心
2014年第8期62-67,共6页
基金
国家863计划项目"水下采油树关键技术研究及成套设备研制"(2012AA09A205)
文摘
VX钢圈是水下卧式采油树连接器上的全金属锥形密封圈,其性能好坏直接影响着采油树功能的实现。为保证密封件的性能,需要进行密封件力学特性及相关参数的计算。根据VX钢圈密封的工作原理,对VX钢圈密封锥面进行预紧及操作工况下的力学分析,推导出了VX密封钢圈的预紧接触应力和操作接触应力公式,并用ABAQUS有限元法对推导的VX钢圈的设计计算公式进行验证及相关分析,指出在操作工况下,钢圈接触应力与内压呈线性关系,先随内压增大而降低,到达最低值后,则随内压增大而线性增大,钢圈实现自紧密封。
关键词
VX钢圈
全金属锥形密封
力学分析
ABAQUS有限元
井口连接器
卧式采油树
Keywords
VX gasket
all-metal cone seal
mechanical analysis
ABAQUS finite element
wellhead connector
horizontal christmas tree
分类号
TE952 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
锁块式水下采油树井口连接器性能分析
被引量：
15
4
作者
程子云
李文博
张玉
段梦兰
机构
中国石油大学(北京)海洋工程研究院
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2019年第2期40-49,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2016YFC0303705)
国家重点研发计划项目(2017YFC0307201-3)
文摘
水下采油树井口连接器是连接采油树和井口的关键设备,对深海水下勘探开发及采油树的安装连接具有不可或缺的重要意义。以一种锁块式水下连接器为例,介绍其结构组成和工作原理,通过有限元建立连接器的三维模型,分析连接器在下放安装工况、连接锁紧工况、正常生产工况和钻完井工况下的连接性能,得出井口与采油树本体接触面作用力、VX钢圈接触应力和锁块受力情况随外部载荷的相互关系。结果表明,VX钢圈在整个过程中都能够保持良好密封,井口与采油树本体接触面未发生分离,弯矩对连接器连接性能影响很大,在额定弯矩作用时连接器部分锁块已发生弹塑性失效。
关键词
采油树
井口连接器
锁块
连接
性能
不同工况
Keywords
Christmas tree connector
lock block
connection performance
different conditions
分类号
TE952 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
螺栓连接式水下井口连接器结构性能分析
被引量：
12
5
作者
王川
朱宏武
机构
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
出处
《石油机械》
北大核心
2013年第12期48-52,共5页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目"水下卧式采油树系统研制(Ⅰ期)"(2012AA09A204)
文摘
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GK3D8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。
关键词
水下
井口连接器
预紧模式
生产模式
接触力
密封垫环
毂面力
Keywords
underwater wellhead connector
pre-tighiening mode
production mode
contact force
sealing gasket ring
hub surface force
分类号
TE952 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
水下井口连接器密封性能影响因素分析与优化
被引量：
6
6
作者
刘书杰
孟文波
黄熠
刘和兴
李磊
黄亮
赵苏文
机构
中海石油(中国)有限公司湛江分公司
中海油能源发展股份有限公司工程技术深水钻采技术公司
出处
《石油机械》
北大核心
2022年第7期86-91,共6页
基金
国家工信部创新专项“水下油气生产系统工程化示范应用”(2020-HGCBGXZX-ZX-GCFW-1780)的部分研究成果。
文摘
水下井口连接器作为连接高压井口与水下采油树、防止井内高温高压流体泄漏的关键设备,其承受着极其恶劣的载荷作用。为研究内压工况下流体渗透压力对井口连接器金属-金属密封的影响,以自主研制的井口连接器为对象,考虑流体渗透压力对VX钢圈密封性能的影响,运用ABAQUS软件分析了井口连接器在预紧和内压工况下的密封性能,探究了预紧力、介质压力、密封圈材料性能和结构参数对其接触应力的影响规律。研究结果表明:轴向预紧力是影响连接器密封性能的重要因素,在保证连接器结构强度下应尽量增大预紧力;随着内压的增大,上密封面的接触应力增加,趋势与下密封面相比较增加速率变低,且下密封面接触应力大于上密封面;316L不锈钢满足密封准则,用其作为密封圈材料更为经济;最优密封锥面锥角α为22.75°,最优密封面宽度b_(0)为28 mm。所得结论可为其他类型水下井口连接器的密封结构设计提供依据。
关键词
井口连接器
VX钢圈
金属-金属密封
渗透压力
轴向预紧力
Keywords
wellhead connector
VX steel ring
metal-metal seal
penetration pressure
axial preload
分类号
TE952 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
热力耦合作用下水下井口连接器密封特性
被引量：
3
7
作者
刘统亮
魏行超
冯定
机构
中海石油(中国)有限公司海南分公司
长江大学机械工程学院
出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期138-146,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51704034)
湖北省技术创新专项(重大项目)(2019AAA010)
中海石油(中国)有限公司湛江分公司科研项目(CCL2019ZJFN0853)。
文摘
为研究海底高温高压复杂工况下金属密封圈在井口连接器中的密封性能,根据传热学理论建立传热学和热力耦合数学模型,运用ANSYS建立井口连接器温度场有限元模型;在温度场数值模拟的基础上,进行稳态和瞬态热结构耦合数值模拟分析,得到油气介质压力及温度对水下井口连接器密封性能的影响。结果表明:油气介质温度越高,密封圈内部的温度梯度越大,在温度冲击影响下,连接器各零部件和密封圈之间的温差波动要大于匀速变温及瞬间变温下产生的温差波动。稳态热-结构耦合分析表明,金属密封圈会因温度升高而产生膨胀变形,并且该变形大于不施加温度载荷时的变形,说明温度载荷在特定条件下将直接影响连接器的密封特性;瞬态热-结构耦合分析表明,油气介质温度的快速变化,导致密封圈中接触面受热产生的线膨胀比外圈的线膨胀大,从而导致密封圈内部的不协调变形,因此在实际工作环境中应避免温度升高速度过快的现象发生。
关键词
井口连接器
密封性能
温度场
热-结构耦合
Keywords
wellhead connector
sealing performance
temperature field
transient-structure coupling
分类号
TB42 [一般工业技术]
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职称材料
题名
深水防喷器组井口连接器可靠性研究
被引量：
7
8
作者
刘永红
刘增凯
蔡宝平
田晓洁
纪仁杰
机构
中国石油大学机电工程学院
出处
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期140-144,共5页
基金
国家自然科学基金项目(51309240)
国家'863'高技术研究发展计划项目(2013AA09A220)
+1 种基金
教育部'长江学者和创新团队发展计划'项目(IRT1086)
中央高校基本科研业务费专项(14CX06052A)
文摘
通过分析深水防喷器组位于井口时井口连接器的工作状态和重要失效模式,建立水下井口连接器的Markov模型,得到计算系统瞬态和稳态可靠性指标的公式。以墨西哥湾的防喷器可靠性数据为例,定量求解水下井口连接器的瞬态、稳态可用度和平均无故障时间MTTF,研究模型中状态转移概率对系统的稳态可用度和MTTF的影响。结果表明:水下井口连接器具有很高的稳态可用度和MTTF;降低水下井口连接器在正常运行期间发生'外部泄露'和'解锁失败'故障的概率可以有效地提高系统稳态可用度和MTTF,而在测试期间发生故障的概率对系统性能的影响较小。
关键词
水下
井口连接器
深水防喷器组
可靠性
平均无故障时间
Keywords
subsea wellhead connector
subsea blowout preventer
reliability
mean time to failure
分类号
TE921.4 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
浅水水下井口连接器设计与应用
被引量：
2
9
作者
张会增
幸雪松
王名春
王彬
隋中斐
于小涛
机构
中海油研究总院有限责任公司
威飞海洋装备制造有限公司
出处
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期204-210,共7页
基金
中海石油(中国)有限公司科研课题重大科技专项“渤海油田稳产3000万吨、上产4000万吨关键技术研究(编号:CNOOC-KJ 135 ZDXM 36 TJ 06 TJ-GD)”部分研究成果。
文摘
针对现有的深水水下井口连接器体积大、结构复杂且制造成本高的问题,考虑浅水水下作业环境,设计了一种浅水水下井口连接器(EZ-LOCK),该连接器通过压盖、卡块和顶丝与井口型面的机械配合,实现水下采油树和水下井口的锁紧和解锁。根据浅水水下钻完井作业工况载荷,对水下井口连接器进行了作业流程模拟和局部失效评估,结果表明该水下井口连接器设计结构合理,未发生局部失效。依据API 17D标准对水下井口连接器工程样机开展了性能验证试验,进一步验证了水下井口连接器的使用性能和可靠性。研制的浅水水下井口连接器结构简单,安全可靠,成本低,潜水员水下操作方便,目前已成功在渤海完成了海上试验并开始示范应用。本文研究成果为浅水水下井口和采油树系统的应用打下了基础。
关键词
浅水
井口连接器
结构设计
性能试验
Keywords
shallow water
wellhead connector
structure design
performance validation test
分类号
TE931.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
深水采油树井口液压连接器的设计
被引量：
3
10
作者
李华
张崇
黄青松
任冠龙
汪洋
余意
机构
重庆前卫科技集团有限公司工程事业部
出处
《船海工程》
北大核心
2024年第3期113-119,共7页
基金
工信部创新专项(CCL2019ZJFN0851)。
文摘
设计一种基于18-3/4"H4型面、69 MPa井口压力的液压驱动锁块式连接器,通过有限元方法分析锁紧型面过盈量对锁紧峰值压力、连接器预紧力的影响,预紧力与锁紧峰值压力之间的关系,以及VX钢圈在失效负载条件下的密封性能,并对相关分析结果进行测试验证。分析及测试验证表明,在过盈量可调范围内连接器预紧力与锁紧峰值压力为线性关系,可通过锁紧峰值压力的大小有效评估预紧力;有限元分析结果可为连接器的调试作参考;连续的环状接触压痕是钢圈密封的必要条件,密封面的材料及加工质量是建立密封的关键因素;连接器在69 MPa+1300 kN+11000 kN·m负载条件下功能、结构及密封性能良好。连接器搭载采油树在南海相关油气田得到成功的示范应用。
关键词
水下采油树
井口
液压
连接器
密封钢圈
锁紧峰值压力
预紧力
负载测试
Keywords
subsea X-tree
wellhead hydraulic connector
sealing gasket
preload
locking hump pressure
load testing
分类号
U664.6 [交通运输工程—船舶及航道工程]
TE952 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
水下井口连接器研发现状及密封关键技术研究进展
李育房
王莹莹
同武军
王宝富
李兴业
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
2
水下井口连接器密封结构性能分析
唐文献
曹伟枫
张建
吴进涛
龚光辉
《石油机械》
2016
17
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职称材料
3
水下卧式采油树井口连接器VX钢圈力学特性研究
陈晓芳
赵宏林
罗晓兰
段梦兰
梅静
田红平
叶道辉
《石油机械》
北大核心
2014
22
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职称材料
4
锁块式水下采油树井口连接器性能分析
程子云
李文博
张玉
段梦兰
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2019
15
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职称材料
5
螺栓连接式水下井口连接器结构性能分析
王川
朱宏武
《石油机械》
北大核心
2013
12
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职称材料
6
水下井口连接器密封性能影响因素分析与优化
刘书杰
孟文波
黄熠
刘和兴
李磊
黄亮
赵苏文
《石油机械》
北大核心
2022
6
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职称材料
7
热力耦合作用下水下井口连接器密封特性
刘统亮
魏行超
冯定
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
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职称材料
8
深水防喷器组井口连接器可靠性研究
刘永红
刘增凯
蔡宝平
田晓洁
纪仁杰
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
7
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职称材料
9
浅水水下井口连接器设计与应用
张会增
幸雪松
王名春
王彬
隋中斐
于小涛
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
10
深水采油树井口液压连接器的设计
李华
张崇
黄青松
任冠龙
汪洋
余意
《船海工程》
北大核心
2024
3
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职称材料
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