FH28-105型环形防喷器壳体力学性能分析与结构优化.pdfVIP

2024年第53卷石油矿场机械

第2期第34页OILFIELDEQUIPMENT2024,53(2):34-41

文章编号：1001-3482(2024)02-0034-08

FH28-105型环形防喷器壳体力学

性能分析与结构优化

赵琳,康诗琪,陈涛,崔佳凯,蒋发光²,唐秋林,王

伟1,李乃禾1

摘要：以FH28-105型环形防喷器壳体为研究对象，结合其不同工况下的不同载荷特点，采用理论

计算与有限元方法相结合，得到了壳体在静水试验压力和额定工作压力下的力学行为特性和应力

情况，获得其危险部位，并对其进行强度设计评价。通过多目标优化，以减重为目标，同时兼顾壳体

的强度以及校核标准，对环形防喷器壳体的结构尺寸进行优化。结果表明：初步设计的环形防喷器

壳体强度满足要求，危险部位出现在壳体卡爪槽的圆弧倒角位置处以及壳体内腔下方的倒角过度

处；环形防喷器最终优化方案满足强度要求，相比于原结构尺寸，质量和塑性应变的优化幅度最大，

分别为19.7%、15.6%，其他目标均获得了不同程度的下降，实现了在保证壳体强度标准的条件下

对壳体进行减重优化。

关键词：环形防喷器；防喷器壳体；力学性能；有限元分析；结构优化；多目标优化

中图分类号：TE921.502文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1001-3482.2024.02.005

MechanicalPropertyAnalysisandStructureOptimizationofFH28-105AnnularBOPShell

ZHAOLin,KANGShiqil,CHENTao,CUIJiakai,JIANGFaguang”,

TANGQiulin,WANGWei,LINaihel

(1.CNPCBomcoDrillingProductionEquipmentCo.,Ltd.,Guanghai618300,China;

2.SchoolofMechanicalEngineering,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu610500,China)

Abstract:TheFH28-105annularBOPshellwastakenastheresearchobject,combinedwithits

differentloadcharacteristicsunderdifferentworkingconditions,andthemechanicalbehavior

characteristicsandstressoftheshellunderhydrostatictestpressureandratedworkingpressure

wereobtainedbycombiningtheoreticalcalculationandfiniteelementmethod,anditsdangerous

partswereobtainedandthestrengthdesignwasevaluated.Throughmulti-objectiveoptimiza-

tion,thestructuraldimensionsoftheannularBOPhousingwereoptimizedwiththegoalof

weightreduction,takingintoaccountthestrengthoftheshellandtheteststandard.Theresults

showthatthestrengthoftheannularBOPshell