董社霞，陈仁全，李英松

（1.中海油田服务股份有限公司，天津300459；2.中国石油大学（华东），山东青岛266580）

圆柱压缩弹簧高温应力松弛分析

董社霞1，陈仁全2，李英松1

（1.中海油田服务股份有限公司，天津300459；2.中国石油大学（华东），山东青岛266580）

在热采井中，井下安全阀执行机构的压缩弹簧是处于高温压缩状态，必然出现应力松弛行为。采用ANSYS软件仿真模拟与理论分析相结合的方法研究压缩弹簧在特定工况下的应力松弛行为，对于判断井下安全阀的工作性能、应力松弛后压缩弹簧的力学性能具有重要意义。根据建立的压缩弹簧数值模型，求得了压缩弹簧应力松弛后的残余切应力及载荷损失率。结果表明，初始载荷越大，切应力衰减越快，相同作用时间内载荷损失率越大；经历8 760 h应力松弛后的剩余载荷大于外部载荷，压缩弹簧满足工作要求。

压缩弹簧；应力松弛；残余切应力；载荷损失率

由柱塞、压缩弹簧、阀板等众多零部件构成的井下安全阀是完井管柱中重要的井下控制工具之一。当采油气平台出现火灾或遭受其他重大灾害时，安装有井下安全阀系统的油气井能够自动关闭，从而避免井喷和海洋污染等恶性事故的发生。在构成井下安全阀的众多零部件中，压缩弹簧作为执行机构在井下安全阀启闭过程中起到至关重要的作用。井下安全阀下入到热采井内，且长期处于常开状态，即压缩弹簧长期处于高温、压缩的工况中，发生应力松弛行为是不可避免的。……