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《水下立式采油樹油管懸掛器設(shè)計研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、中圖分類號：TE952單位代碼：10425學(xué)號：Z12040258水下立式采油樹油管懸掛器設(shè)計研究DesignandResearchofVerticalSubseaX-masTreeTubingHanger工程領(lǐng)域：機(jī)械工程研究方向：海洋石油裝備技術(shù)作者姓名：張凱校內(nèi)老師：劉健副教授校外老師：鄧平高工二〇一五年五月DesignandResearchofVerticalSubseaX-masTreeTubingHangerAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangKaiSupervisor：A.
2、Prof.LiuJianS.EngineerDengPingCollegeofMechanical&ElectronicEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)摘要油管懸掛器作為水下采油樹系統(tǒng)的核心設(shè)備，其能否安全可靠的工作關(guān)系到深水石油開發(fā)的成敗。本文根據(jù)海洋深水石油開發(fā)的作業(yè)要求，開展油管懸掛器的設(shè)計研究，早日突破關(guān)鍵技術(shù)阻礙，實現(xiàn)水下采油樹系統(tǒng)的國產(chǎn)化。依據(jù)API相關(guān)規(guī)范，在對比國外產(chǎn)品特點的基礎(chǔ)上，提出一套總體研究方案，詳細(xì)闡述了深水下放安裝作業(yè)流程，對油管懸掛器主體結(jié)構(gòu)、鎖緊結(jié)構(gòu)、密封結(jié)
3、構(gòu)、電液通道布局進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，完成了主體結(jié)構(gòu)的校核和鎖緊環(huán)的受力分析，并對油管懸掛器下放工具進(jìn)行了概念設(shè)計，運用SOLIDWORKS建立油管懸掛器及其下放工具的三維模型。完成了核心部件材料的選取，運用有限元軟件ABAQUS對主體結(jié)構(gòu)座放臺肩、鎖緊結(jié)構(gòu)、卡簧、下放工具鎖緊環(huán)進(jìn)行了強(qiáng)度分析。密封技術(shù)是水下石油裝備的關(guān)鍵技術(shù)，因此本文著重對油管懸掛器密封技術(shù)和密封性能進(jìn)行了研究。分析了國外石油裝備公司的的密封技術(shù)，對國外不同公司產(chǎn)品的技術(shù)特點進(jìn)行了總結(jié)，并對其各項性能指標(biāo)進(jìn)行比較。通過對密封關(guān)鍵技術(shù)的分析，指出高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕環(huán)境下油管懸掛器密封的發(fā)展方
4、向是新材料和新型密封結(jié)構(gòu)。以金屬密封結(jié)構(gòu)為研究對象，建立了油管懸掛器密封的力學(xué)分析模型和材料模型，對兩種不同接觸面形式圓弧形接觸面（密封Ⅰ）和傾斜接觸面（密封Ⅱ）的密封性能進(jìn)行分析，在ABAQUS軟件中建立的有限元模型，通過改變密封的過盈量、壓力載荷、溫度載荷、彈性模量四個變量來分析金屬密封圈最大Mises應(yīng)力、最大接觸壓力及接觸壓力在接觸面上的變化情況，從而對密封在不同工況下的性能進(jìn)行分析。對彈性體密封在不同壓縮率下的Mises應(yīng)力和接觸壓力進(jìn)行了有限元仿真，完成了密封結(jié)構(gòu)的性能分析。最后對全文進(jìn)行了總結(jié)，并展望了立式油管懸掛器下一步的研究工作。關(guān)鍵
5、詞：立式油管懸掛器，結(jié)構(gòu)設(shè)計，有限元分析，密封iDesignandResearchofVerticalSubseaX-masTreeTubingHangerZhangKai（mechanicalengineering）DirectedbyA.Prof.LiuJianABSTRACTTubinghangeristhekeyequipmentofsubseaX-mastreesystem,whetheritcouldworkreliablyornotconcernsthedeepseaoilproduceprocess.Inthispaper,basedo
6、ntherequirementsofsubseaoilexploration,todesignthetubinghangersystem,trytomakebreakthroughofthekeytechnologyearlier,andrealizethelocalizationofsubseaX-mastreesystem.AccordingtotheAPI,andbasedonthecomparisonoftheforeigncompanyproducts,aresearchplanofthetubinghangerwasproposed,the
7、runningandinstallationprocedureoftubinghangerwasdisplayedspecifically.Finishedthedesignoftubinghangermainbody,lockingstructure,sealstructure,electricalandfluidchannel.Completedthemainstructurecheckandlockingringforceanalysis,thentheconceptdesignofthetubinghangerrunningtoolwascom
8、pleted.SOLIDWORKSwasappliedforconstructionofthe
