封隔器胶筒非线性仿真及性能评价

以高温、高压深井试油作业中常用的RTTS封隔器为研究对象，考虑封隔器的材料、几何、接触非线性特征，应用非线性有限元理论，以Mooney-Rivlin应变能函数建立非线性材料模型，综合运用杂交网格、非线性自适应区域、罚刚度算法等处理几何、接触非线性导致的难收敛问题。建立RTTS封隔器三维有限元模型，应用控制变量法研究封隔器密封性能的影响因素。研究发现：胶筒的等效应力及接触压力随坐封载荷的线性增大而非线性增大；随着胶筒个数的增加，胶筒接触压力沿远离压缩端方向依次降低；胶筒的接触压力随摩擦因数、材料硬度的增加而非线性降低。该研究结果可以为封隔器胶筒的改进设计提供参考。