不同工况下的水下井口油管悬挂器有限元分析

在水下油气开采过程中,油管悬挂器是水下井口核心的承压部件,其性能高低决定开采系统能否持续安全可靠运行.对处于500 m水深的油管悬挂器在下放过程、密封激励建立过程和工作过程3种复杂工况下进行强度及疲劳寿命分析.分析结果表明:油管悬挂器在密封激励建立过程中,最大等效应力为427.01 MPa,最大变形量为0.27226 mm,最小疲劳寿命为12174 d,确定其为最危险工况.对处于密封激励建立过程的油管悬挂器主体分别进行模态及可靠性分析,以全面评估其安全性能;运用Modal模块分析得到油管悬挂器的6阶固有频率都较高,远远高于水下井口涡轮转动频率,不存在共振风险;运用6σ 模块分析得到油管悬挂器的可靠性为98.61％,并发现材料的许用应力和外界载荷对油管悬挂器的可靠性影响最大.研究结果可为油管悬挂器的优化设计提供参考.