基于自适应模拟退火算法的非标法兰垫圈自动化设计

摘要

法兰连接是石油天然气钻采井控装备中常见且至关重要的连接形式，不仅实现了设备间的稳固连接，还为内部介质与外部环境的隔离提供了必要的密封保障，其连接的可靠性在很大程度上依赖于密封垫圈的性能表现。基于参数化建模设计，结合重要抽样方法、有限元仿真及随机搜索算法，系统分析不同结构垫圈的性能响应空间分布特性，并提出一种高效的垫圈自动化设计方法。结果表明：垫圈的性能响应空间呈现出高度碎片化且非线性的分布特征，难以归纳出明确的规律；通过自动化设计优化后的垫圈，满足密封性能要求，其强度相比原设计提升了21.56%。

关键词

井控装备 / 法兰垫圈 / 结构设计 / 密封性能 / 自动化设计 / 优化算法

基金资助

国家自然科学基金面上项目(52474019); 中国石油大学(北京)优秀青年学者基金项目(2462024QNXZ004)