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)復雜,為了便于建立模型,建模之前對原始結(jié)構(gòu)進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,對免釘膠芯應力分布和變化進行分析,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)。