低矮型球型防噴器是油井口帶壓作業(yè)下起下井口管柱和井下工具的新型防噴器,通過與勝利采油工藝研究院合作,采用ANSYS軟件建立軸對稱有限元模型,分析防噴器免釘膠芯免釘膠芯受液壓作用過程的動密封全過程,得出免釘免釘膠芯的受力分布,探討免釘膠芯破壞的部位和原因,根據(jù)此結(jié)果為球型防噴器結(jié)構(gòu)設(shè)計提供設(shè)計依據(jù)。防噴器工作原理如圖所示,防噴器通過液壓在上增壓口施加壓力,活塞沿豎直方向推動橡膠免釘膠芯向中心管柱移動,致使免釘膠芯內(nèi)側(cè)面與管柱相互接觸,實現(xiàn)密封管柱的功能。當(dāng)液壓在下增壓口施加壓力時,活塞沿豎直方向向上移動,致使免釘膠芯與管柱分離,免釘膠芯恢復(fù)原始狀態(tài)。在實際設(shè)計中使用雙層球型防噴器組,實現(xiàn)管柱接箍處和井下工具在帶壓井口作業(yè)下密封通過防噴器,防止井噴事故發(fā)生。防噴器密封的核心部分是免釘膠芯、殼體以及管柱,液壓活塞控制免釘膠芯的位移條件,使免釘膠芯與活塞連接處具有相同的位移和荷載條件,由于結(jié)構(gòu)具有軸對稱結(jié)構(gòu)特征,因此可以通過特殊位移邊界條件建立軸對稱有限元模型進(jìn)行封井過程動態(tài)模擬計算。免釘膠芯有限元模型及分析有限元模型如圖所示,低矮型防噴器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,為了便于建立模型,建模之前對原始結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹一種新型防噴器——低矮型防噴器及其工作原理,通過軟件建立非線性有限元模型,模擬防噴器的密封過程,對免釘膠芯應(yīng)力分布和變化進(jìn)行分析,研究免釘膠芯破壞原因,為防噴器結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。