水下连接器结构可靠性分析

庞楠， 贾鹏， 王立权， 运飞宏， 张宁， 刘璞

(哈尔滨工程大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

随着深水油气田的发展，水下生产系统的开发模式日益普及，水下生产系统的长期可靠运行逐渐成为人们关注的焦点[1]。水下连接器作为连接水下结构物的核心装备，一旦被破坏，将导致密封失效，引起泄漏事故，因此，水下连接器必须具有一定的抗损伤能力，保证其可靠性能。目前，国内外对水下连接器的研究较多，Zhang等[2]对水下连接器的安装过程进行了风险分析，通过模糊理论法得到了水下连接器安装失败的综合风险评价值。Zhuang等[3]通过理论分析与试验结合，研究了连接器在循环载荷作用下的变形性能。Yun等[4]、Gatherer等[5]、Gill等[6]以及Wei等[7]通过理论与试验结合的方法对连接器接触性能进行评估，并开发了理论模型，得到了连接器变形和密封失效的失效机理。刘永红等[8]通过分析深水防喷器组位于井口时井口连接器的工作状态和重要失效模式，建立水下井口连接器的Markov模型，得到了系统瞬态和稳态可靠性指标的公式。Zhang等[9]提出了一种计算海底连接器密封结构压缩极限的理论方法，为连接器结构设计提供了理论指导。目前，国内外学者[10]针对水下连接器的研究焦点多在安装技术、密封技术、接触疲劳损伤以及泄露机理等方面，但针对水下连接器结构可靠性方面的研究较少。水下连接器长期处于海洋环境中，面对复杂环境载荷、第三方破坏等风险，会造成水下连接器结构的故障和失效，因此，对水下连接器结构可靠性的研究是必要的。……