水下采油树节流阀卡箍式连接器强度分析

卡箍式连接器被广泛用于水下采油树节流阀的连接锁紧,起到防止油气泄漏、支撑密封圈和承载复杂载荷的作用,研究其强度性能对确保水下采油树平稳运行具有重要意义。以一种应用于3 000m水深的采油树阀芯可回收式节流阀连接器为例,提出了理论分析与有限元方法相结合的卡箍式连接器强度分析方法:首先针对典型工况下水下采油树节流阀采用的三瓣式卡箍式连接器,推导其强度分析关键参数计算公式,得出连接器预紧力和锁紧力;然后运用ABAQUS有限元方法对卡箍式连接器进行三维建模,研究锁紧力状况下卡箍强度,得到连接器整体的应力分布情况;最后通过改变法兰锁紧型面角度,分析法兰型面角度与连接器最大Mises应力的关系,得出法兰最佳锁紧型面角度为10°～15°。本文研究成果可为水下采油树节流阀卡箍式连接器的设计提供参考。