水下井口系统拉伸与弯曲测试工装设计与分析

水下井口系统在深水油气开采作业期间承受复杂载荷的作用,极易发生强度破坏和结构失效.目前主要通过数值模拟的手段对水下井口系统进行分析,无法准确评估水下井口在工程应用时的安全性,研制水下井口系统的专用测试设备并分析其试验过程中的结构稳定性具有重要意义.根据水下井口系统实际装配结构,自主设计了水下井口承受悬挂、拉伸、弯曲载荷下的专用测试工装.为论证测试工装结构在测试试验过程中是否会发生强度破坏,基于ANSYS Worbench建立了3种测试工装的有限元模型,分析得到不同工况下测试工装应力响应云图.计算结果表明:悬挂载荷测试时,测试工装最大应力为597.50 MP a;弯曲载荷测试时,测试工装最大应力为349.34 MP a;拉伸载荷测试时,测试工装最大应力为179.14 MP a.各部件应力均未超出材料屈服强度,能够保证测试试验的稳定运行.研究结果可为水下井口系统测试工装的研究设计提供参考.