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(中海油能源发展股份有限公司 工程技术深圳分公司，广东 深圳 518067)①

水下井口头系统作为深水钻完井作业的关键设备，存在成本高、加工工艺复杂、交货周期长、维护保养程序复杂、易磨损件供货商单一等特点。水下井口头系统主要由低压井口头、高压井口头、套管悬挂器、环空密封总成和低压井口头锁紧机构等组成。深水水下井口头系统受力较复杂，井口轻微倾斜就会在井口头附近产生非常大的弯矩，而水下井口头系统最薄弱的组件就位于高低压井口头狭窄空间之间用于锁定高低压井口头的锁紧机构。水下井口头系统主要由GE-Vetco Gray公司、Cameron公司、Dril-Quip公司、FMC公司等提供，而各公司水下井口系统锁紧机构工作原理、预紧力大小也各不相同。因此，在考虑多种外载的工况下对高低压井口头系统采用有限元进行力学分析，对选择满足深水作业工况的井口头系统及其锁紧机构具有指导意义。

1 紧锁机构简述

1.1 国内研究及使用现状

国内从事深水水下井口头系统的技术研究起步较晚，基础条件薄弱，且深水水下井口头系统长期依赖国外进口，致使对水下井口头系统缺乏系统的了解，尤其对锁紧机构锁紧原理的掌握。截止目前，在南海东部海域作业深水探井共计22口，水下井口头系统主要采用Dril-Quip公司及GE-Vetco Gray公司产品，所选井口头系统锁紧机构类型如表1。

在现场使用过程中，所选用的井口头系统性能基本稳定，能够很好地满足作业要求。然而采用“C”型弹性锁环式锁紧机构的井口头系统，由于其预紧力相对较小，高低压井口头没有完全锁死，在永久弃井切割作业过程中，存在相互转动，甚至脱开的风险，影响现场作业的顺利进行。……