论文部分内容阅读
水下井口头系统工作时位于海底,受力极其复杂,要经受各种复杂工况的考验。API17D巾明确规定了水下井口头必须进行静水压试验。井口头静水压试验不仅可以检验其在超负荷条件下的结构强度,验证其是否具备在设计压力下安全工作所必需的承压能力。同时检查零件是否产生局部变形等,从而可以在水下井口头服役前及时发现材料、结构和制造工艺中存在的缺陷和问题。静水压试验对微小裂纹的扩张还能起到钝化作用,这足有好处的。此外,耐压试验可以消除焊缝、机械加工的残余应力。
水下井口头静水压试验压力高,测试过程中安全因素尤为重要。如何方便、安全、有效地进行井口头静水压试验是井口头生产的需要解决的问题。国内对于水下井口头尚处于研发试制阶段,因此有必要设计一套能够对水下井口头静水压试验的装置,为井口头承压能力验证提供装备保障。
借鉴国内油套管静水压试验机的结构,设计了一套可应用于水下井口头103.5MPa高压静水压试验的装置。该试验机为卧式框梁式结构,采用一端固定、一端移动的方式,可适应不同型号井口头的静水压试验。移动端由主液压缸驱动,并承受试压过程中的轴向力。试压密封头的密封方式采用在油套管静水压试验机上广泛使用的大间隙内胀式密封。运用理论计算和ANSYS有限元分析计算、验证了主要部件的机械强度。证明该的机械强度满足要求。
针对水下井口头的结构特点及国内生产规模,提出了另外一种经济型静水压试验装置的结构设计。阐述了该结构的主要组成,各部分的作用和整个试验装置试压的工艺流程。运用相关理论计算和设计了主要承载件的尺寸。