深海油气开采已成为必然的趋势,深海油气生产装备是水下油气生产系统的重要载体,通常利用能够模拟深水环境的高压模拟舱来完成深海油气生产装备的安全检测。国内现有的高压模拟舱大多无法同时满足高压和大直径开口的要求,同时舱盖的锁紧与开启过程操作复杂,为此对一套拟定的设计压力42MPa、开口直径2500mm的立式高压模拟舱方案的结构安全与密封问题进行了系统的研究,为下一步研究更高参数高压舱奠定基础。经试验验证,该高压模拟舱结构安全可靠、密封效果良好。主要研究内容如下:(1)在资料调研的基础上,结合拟定的高压模拟舱结构方案,对其基本参数、选材,强度评判方法等进行细化。(2)依据平盖-剖分环式的高压舱舱盖的快开式结构,完善了舱盖组件关键结构理论计算,完成了数值模拟分析及筒体端部结构优化,结合压力容器结构强度评判的相关方法与准则,提取舱盖组件数值模拟分析的结果并进行评判对比,验证了利用剖分环结构实现了高压(设计压力42MPa)大直径(有效内径2500mm)压力容器舱盖的快速开启与锁紧方案的可行性,舱盖快速开启与锁紧结构安全可靠。(3)借助理论研究与数值模拟分析手段,完善了封头多孔开孔补强、改进型支座的理论计算及强度校核,结构满足要求。完成了支座的结构优化,该支座既能有效的避免裙壳的开孔及补强,同时解决了封头底部接管操作空间不足的问题。(4)对舱盖密封的密封形式、O型橡胶密封圈的密封原理与性能评价、密封结构以及密封性能进行了进一步的研究。经试验验证,高压模拟舱结构稳定可靠、密封效果良好。