2．有限元模型
    (1)前部密封膠心模型 前部密封膠心是閘板防噴器實(shí)現(xiàn)密封的核心元件。封井工作時，高壓油進(jìn)入油缸關(guān)閉腔，推動左右閘板總成，同時向井口中心移動，致使膠心前部橡膠環(huán)狀部分與管柱接觸，左右閘板膠心前部橡膠平面部分彼此相互緊密接觸。這種工作條件決定了膠心材料必須具有較強(qiáng)的抗擠強(qiáng)度和韌性，且具備耐油耐磨損特性。因此，在膠心設(shè)計(jì)中，采用了簾線一丁氰橡膠復(fù)合材料，使其較之天然橡膠有更大的線膨脹系數(shù)和良好的抗張模量，同時硫化的簾線網(wǎng)格骨架大大提高了膠心的強(qiáng)度。

    實(shí)際上，膠心密封過程推擠、摩擦頻率高，加之丁腈橡膠經(jīng)常性使用極易熱氧老化，進(jìn)而引起硬化發(fā)脆而破壞，盡管利用橡膠補(bǔ)強(qiáng)措施，能使橡膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度及耐磨耗性等獲得提高，但因磨損、溢膠而導(dǎo)致膠心破壞的防噴器不在少數(shù)。為此，筆者設(shè)計(jì)采用了尼龍材料與簾線一丁氰橡膠復(fù)合材料配合使用的結(jié)構(gòu)。圖2為單閘板膠心有限元模型。尼龍材料嵌于膠心內(nèi)孔，密封工作時直接與管柱接觸以增強(qiáng)耐磨性，橡膠端面則以對稱接觸形式實(shí)現(xiàn)密封。
    (2)防噴器殼體模型 防噴器承壓件均采用防硫材料的優(yōu)質(zhì)鍛件，能有效地防止由于主體材料缺陷在含硫介質(zhì)中產(chǎn)生電化學(xué)失重腐蝕、氫脆以及硫化物的應(yīng)力腐蝕造成裝置的脆斷(裂)，總體性能可靠。圖3為閘板防噴器主殼體的實(shí)體模型。該防噴器殼體的材料為合金鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，硬度可以達(dá)到207～237HB，屈服極限和強(qiáng)度極限分別達(dá)到520和655 MPa，滿足常規(guī)高壓井壓井作業(yè)要求。

    結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算
   
    密封膠心和起支撐、基礎(chǔ)作用的殼體是閘板防噴器的兩大關(guān)鍵部件，以SolidWorks及Cosmos有限元軟件為平臺建立數(shù)值模型，對其進(jìn)行受力模擬計(jì)算，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)。