壳体是闸板防喷器的主体,是承受井内压力的关键零件。文中建立了2FZ28-70双闸板防喷器的壳体模型,并采用ASME规范中长圆形截面容器理论和厚壁圆筒理论进行壳体强度理论计算,同时基于ABAQUS有限元分析软件对防喷器壳体在额定工作压力下进行强度分析。通过对两种分析方法所得结果进行对比,验证了闸板防喷器壳体强度理论计算方法的合理性,为壳体的进一步优化提供理论依据,保证了闸板防喷器使用的可靠性。

带压作业闸板防喷器的关键部件是密封胶心和壳体，分别采用尼龙与帘线一丁氰橡胶复合材料和合金钢锻件制造。以SolidWorks及Cosmos有限元软件为平台建立了数值模型，对胶心和壳体进行了受力数值模拟计算。计算结果表明，在20MPa的压力作用下，胶心接触压力最大值位于尼龙下端棱角位置，达9．7MPa，橡胶翼板无明显应力集中现象，胶心结构强度满足要求；壳体在系统压力为35MPa时，其内壁最大应力为222MPa，安全系数为2．8，满足设计要求。有限元数值模拟为带压作业闸板防喷器的设计提供了参考依据。

防喷器是用于井口的重要设备,有着防止油井和气井中高温、高压、高含硫气体失控的作用,在油田井喷事故预防中的作用不可替代。在油田井喷事故的控制中,有闸板防喷器和环形防喷器两种设备,本文主要对闸板防喷器进行讨论。

为了研究额定工作压力下2FZ35-70闸板防喷器侧门密封连接螺纹孔损坏对密封性能的影响,运用ANSYS有限元分析软件,建立防喷器侧门密封有限元数值模型,开展局部密封连接结构非线性有限元分析,获得密封部位密封圈接触压力的分布特性及结构位移特征。结果表明,当侧门密封连接螺栓孔损坏个数达到2个时,在螺纹孔损坏一侧存在较大区域橡胶圈接触压力明显低于平均接触压力,结构中橡胶圈接触压力下降明显,导致侧门密封连接结构密封性失效。

防喷器是油气井钻井作业中用于防止井喷的安全密封井口装置,运行过程中防喷器顶密封部位易出现腐蚀磨损缺陷,导致密封失效。文章以2FZ35-70闸板防喷器为例,建立防喷器顶密封局部密封连接结构的非线性有限元模型,采用ANSYS软件分析无缺陷双闸板防喷器在额定工作压力下顶密封连接部位的力学响应特性,获得不同缺陷尺寸下顶密封部位接触压力的分布特性。分析结果表明,当闸板腔顶部腐蚀深度不超过4 mm,整体磨损深度不超过0.2 mm时,防喷器顶密封部位仍可以保证良好的密封性能。