田 懿 巨亚锋 蒲晓莉 吕红刚 赵 钰 冯 定

(1.长江大学机械工程学院 2. 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心 3.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院 4.中石油江汉机械研究所有限公司 5.中国石油长庆油田分公司第九采油厂)

0 引 言

水下采油树油管悬挂器是水下生产系统的重要组成部分，油管悬挂器通过其下部的台肩坐放在采油树本体的内部端面上，主要功能是悬挂油管柱，连接水下采油树与井下生产管道形成生产通道。油气资源从地层沿生产管柱进入油管悬挂器，从油管悬挂器的出油口流至采油树树体上的水平生产通道。K形金属密封环密封油管悬挂器出油口上下两侧与采油树树体间的环空径向间隙，一旦泄漏会导致生产通道油气外流产生严重的环境污染。K形环密封性能直接影响整个水下生产系统的可靠性和安全性。挪威DNV船级社的采油树可靠性手册《Offshore Reliability Data》反映出密封屏障失效引起的油气泄漏是频数最高的水下采油树失效模式，故国外主要采油树生产厂商对水下采油树的金属密封技术非常重视，实行了专利保护和技术封锁。因此，开展油管悬挂器环空K形金属密封研究，对于实现水下采油树密封技术突破和相关金属密封零部件的国产化具有重要意义。

目前，国内外学者主要通过有限元仿真模拟了异形金属密封环不同工况下，预压缩量、工质温度、压力和结构等参数对等效应力和接触压力分布的影响。……