吸入模块密封胶心唇部结构分析.pdf

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1、石油机械2013年第41巷第l1期CHIAPETR0LUMMACHINERY．．海洋石油装备吸入模块密封胶心唇部结构分析刘玉亮陈国明杨焕丽葛瑞一殷志明(1．中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心2．中海油研究总院)摘要：为了解决无隔水管钻井液回收钻井系统中吸入模块的密封胶心寿命低的难题，利用ABAQUS软件对吸入模块密封胶心进行有限元分析，分析唇长和唇宽对胶心与钻具间的接触压力、胶心Mises应力峰值以及摩擦力的影响规律。胶心材料模型采用近似不可压缩弹性材料的两参数Mooney-Rivlin模型函数，采用罚函数法进行求解。研究结果表明，胶心与钻具间的接触压力大于海底泥线处井眼环

2、空压力的节点数随着唇长的增加不断增加，胶心密封性能增强。因此，在胶心设计制造时，应适当增加胶心的唇长，可以根据需要减小胶心的唇宽。该项研究结果可为无隔水管钻井液回收钻井用密封胶心的结构优化和延寿提供参考。关键词：无隔水管钻井液回收钻井系统；吸入模块；密封胶心；唇部；接触压力；Mises应力中图分类号：TE951文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001～4578．2013．11．015StructuralAnalysisoftheSealingElementLipofSuctionModuleLiuYuliangChenGuomingYangHuanliGeRuiyiYi

3、nZhiming(1．CenterforOffshoreMnandSafetyTechnology，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao2．CNOOCResearchCenter)Abstract：Tosolvetheproblemoftheshortservicelifeofthesealingelementforsuctionmoduleintheriserlessmudrecyclingdrillingsystem，theABAQUSsoftwarewasusedtomakeafiniteelementanalysisoftheelement．Thel

4、awoftheeffectofliplengthandwidthontheelement—drillingtoolcontactpressureandtheelement’SMisesstresspeakandfrictionalforcewasanalyzed．Theelementmaterialmodeladoptedthetwo．parameterMooney．Rivlinmodelfunctionofapproximateincompressibleelasticmateria1．Thepenaltyfunctionmethodwasusedtoconductthesolu．tio

5、n．Theresearchfindingsshowthatthenumberofnodesthattheelement—drillingtoolcontactpressureisgreaterthanholeannularpressureatseabedmudlineincreaseswithliplength，andtheelementsealingperformancein．creases．Therefore，indesigningandmanufacturingtheelement，theliplengthoftheelementshouldbeincreasedproperly．T

6、helipwidthcanbereducedaccordingtothespecificneeds．Thisresearchachievementcanserveasareferenceforthestructuraloptimizationandservicelife-lengtheningofthesealingelementforriserlessmudrecy．clingdrilling．Keywords：riserlessmudrecyclingdrillingsystem；suctionmodule；sealingelement；lip；contactpres．sure；Mis

7、esstress底，通过密封胶心抱紧钻杆或其接头，隔离井眼环O—口空钻井液和海水。吸人模块密封胶心直接选用欠平衡钻井中使用的Williams被动密封胶心，但该类吸人模块是无隔水管钻井液回收钻井系统的关胶心寿命较短，在钻井过程中由于摩擦磨损等原键设备之一_1]。钻井作业时吸人模块安装在海因，胶心与钻杆问的过盈量将不断减小，直到无法基金项目：国家科技重大专项“深水油气田开发钻完井工程配套技术”(2008ZX05026—001