润滑与密封

作者：安维峥，陈柏江，王懿，侯广信，马强

单位：中海油研究总院有限责任公司,,中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院,,中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院,,中海油研究总院有限责任公司,,中海油研究总院有限责任公司,

关键词：水下卡箍连接器;多重响应面法;多岛遗传算法;密封结构;结构优化

基金：“1 500 m级水下采油树及控制系统研制”专项经费资助项目（2023GXB01-01-001）

水下卡箍连接器在恶劣的海洋环境及复杂的载荷条件下容易发生密封失效和屈服失效，而各零部件间的尺寸关系将会影响水下卡箍连接器的性能。为提高水下卡箍连接器安全性能，结合水下卡箍连接器结构特征，基于多重响应面法和多岛遗传算法（MIGA）建立协同结构优化设计方法。以某油田水下卡箍连接器为例，通过灵敏度分析确定密封圈半径、上法兰厚度和上法兰接触角度为主要优化参数；采用Box-Behnken试验设计方法（BBD）建立多响应面模型，结合MIGA对其进行结构优化。结果表明：通过协同优化提高了水下卡箍连接器的密封性能，优化后在最大等效应力仅增大3%的情况下，水下卡箍连接器的最大接触压力增大了5.7%，质量减小了0.32%。研究结果为综合考虑多因素条件下水下卡箍连接器密封结构优化提供了参考。

来源：2025年第9期

《润滑与密封》期刊编辑部

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