孙豹豹 王龙庭

(中国石油大学(华东)机电工程学院 山东青岛 266580)

密封总成作为水下井口头系统必不可少的组件，对高压井口头和套管悬挂器之间的环形空间实现压力封隔，以保证油气钻采的顺利进行[1-3]。目前，海洋油气开发逐步向深海扩展[4-6]，而深海高温高压力腐蚀的环境，使得用于深水井口头系统的密封总成多采用金属对金属密封，来提高使用寿命和增强密封可靠性。为了便于下放与安装，密封总成采用重力坐封的形式，密封性能的优劣直接影响并决定整个海洋油气资源钻采的安全性和可靠性[7-9]。

密封总成下放到安装位置后，依靠套管和下放工具的重力实现坐封，其内外凸缘直接与套管悬挂器外壁和高压井口头内壁接触并产生挤压[10]。由于密封总成与高压井口头和套管悬挂器材料不同，密封总成材料屈服强度相对较小，在挤压过程中会发生弹塑性变形并产生接触压力，从而达到压力封隔的效果。目前，对水下井口头密封总成凸缘接触压力影响因素的研究基本处于空白状态，而密封总成凸缘接触压力直接影响着密封总成的密封效果和可靠性。为此，本文作者利用ANSYS软件对密封总成外凸缘接触应力的影响因素进行分析，探究位移载荷、过盈量、环槽宽度和外凸缘半径对接触应力的影响，以期为密封总成的结构设计提供理论指导。

1 力学分析

密封总成下放到安装位置后，在套管和下放工具重力的作用下，使驱动套筒下移，驱动密封总成内外凸缘胀开。……