为了解决海上过电缆密封器密封性能差、电绝缘性能不可靠等技术问题,研制了一种新型快捷式过电缆密封器。该工具内置三芯电缆,外部套装金属壳体,电缆与壳体之间挤注绝缘材料,两端嵌入橡胶以达到密封高压和绝缘防护作用。根据该工具的工作原理和结构特点,对螺纹、薄壁管处进行强度校核,验证了满足极限承受1500m电缆重量的设计要求;采用有限元法对密封胶块进行密封性能模拟分析及结合密封性能试验测试,结果表明密封性能良好,耐压符合35MPa且压降小于1%的技术要求;最后进行绝缘电阻、交流击穿、直流泄露试验,证实了电绝缘性能良好。现场应用情况表明,工具整体性能安全可靠,该工具的成功研制对海上电潜泵采油技术应用具有重要意义。

对插入锚定密封的弹性爪结构在插入封隔器过程中的插入力进行了理论分析,并将该受力结构简化为一端固定非端部受集中载荷的悬臂梁模型,通过对该模型的力平衡方程求解,建立了弹性爪插入力求解的理论计算公式。对理论公式参数化分析,优选了弹性爪的插入角、插入挠度参数,结合对弹性爪长度、爪厚度、爪切槽宽度等参数,使用Workbench参数化设计方法,得到不同弹性爪结构的弹性爪插入力、最大等效应力;结合弹性爪金属材料的最小屈服强度参数,选择弹性爪长度为142 mm、爪厚度为4.5 mm、爪切槽宽度为20 mm的弹性爪结构为最优设计方案。对优化后的弹性爪结构的插入力进行了实物测试验证,测试结果与FEA分析结果接近,表明优选的弹性爪结构是满足设计要求的。