采油井口装置是采油机械中的关键设备之一。由于它既要承受高压，又要具有防止硫化物应力腐蚀的性能，因此，对这些部件的强度分析设计和制造工艺都具有很高的要求。但目前很少见到有资料对这种装置的强度和设计方法进行分析和介绍。下面通过对该装置的强度实验，求得合理的设计方法。
      所试验产品为KY250采油井口装置的部件一阀体、小四通和大四通。产品设计压力P=250公斤力/厘米，材料为ZG45。这些部件在水压试验中的应力一应变测定结果如下：(1)在设计压力下，阀体、小四通和大四通外壁的主要应力分布。 (2)阀体、小四通和大四通上最大应力点的压力一应变曲线，阀体的爆破压力为1.560公斤力/厘米，小四通的爆破压力大于1650公斤力/厘米，大四通的爆破压力大于1700公斤力/厘米。
      由于有些油井含硫量比较高，因此，采油井口装置还必须考虑防止硫化物应力腐蚀裂纹的问题。目前国际上防止SSCC的重要措施是控制设备的材料硬度。下面讨论采油井口装置防止SSCC的硬度控制。假设设备的残余应力为Qr，设备在外载荷下的一次膜应力为a，弯曲应力和二次应力的总和(不包括残余应力)为a1。推荐设备在湿硫化氢环境中不发生SSCC的条件是：已知设备的应力水平，由公式即可算出Sm，再利用图查出对应的硬度值。只要把设备的材料硬度值控制在该值以下，设备在湿硫化氯环境中不会发生SSCCo阀体、小四通和大四通(铸件)都必须进行退火处理。由于它们的体积小，因此，经退火处理后，残余应力基本上可以消除。
      在内压作用下，阀体的最大应力是上部圆筒的环向应力，它属于一次膜应力。弯曲应力和二次应力的总和a2。取一次膜应力am=0.5as，由于井口装置选用as<50公斤力/毫米的材料，因此将代入公式的第一式求出Sm=42.75公斤力/毫米。从图查到对应的硬度值为HB270，这就是说，阀体的硬度应控制在HB270以下。在内压作用下，小四通的最大应力在两管相贯的十字交叉点，可看成是一个管子的环向应力和另一管子的纵向应力叠加。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限公司
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限公司www.nataid.com，转载请注明出处和相关链接！