卡瓦闸板防喷器能在紧急情况下悬挂住连续油管防止其掉入井中。但是由于两者在相互作用时会产生应力集中,从而造成卡瓦崩齿、连续油管划伤和挤毁等现象,降低使用寿命。因此,对卡瓦管柱进行有限元分析研究接触区域的应力分布规律,开展卡瓦闸板结构参数对其工作性能影响的研究,并给出合理的结构优化组合,从而降低对卡瓦管柱的损伤程度,增加施工成功率十分必要。通过对卡瓦闸板的工作机理研究,从卡瓦夹持连续油管的结构特点入手,以弹塑性力学为基础,展开对卡瓦管柱的弹塑性力学行为的理论分析,根据连续油管的受力特点推导出复杂应力状态下卡瓦管柱的塑性屈服准则与硬化条件,并结合塑性增量理论,给出卡瓦管柱作为强化材料的复杂应力状态下的弹塑性本构关系。卡瓦环齿是卡瓦闸板的最为关键部分,在工作过程中与连续油管直接接触.文中以接触非线性理论为基础,以实际工况为依托,建立卡瓦管柱的有限元计算模型,进行非线性接触仿真分析,并对卡瓦环齿和连续油管的仿真结果进行分析,明确了卡瓦环齿和连续油管接触区域的应力分布规律,以及连续油管的损伤情况。卡瓦依靠摩擦力悬挂住连续油管,因此,文中通过研究不同摩擦阻力系数对于卡瓦管柱的夹持特性影响分析,给出合理的摩擦阻力安全区间。以此为基础开展结构参数对于卡瓦闸板工作性能的影响分析,以期进行卡瓦闸板的结构优化,研究了齿前角、齿后角以及倒角对于卡瓦闸板和连续油管最大应力的影响,选择出较为理想的结构参数组合进行有限元分析。搭载了卡瓦闸板的承载试验平台,以悬挂住连续油管为目的,连续油管咬痕深度不超过0.3mm为验收准则,进行卡瓦闸板夹持连续油管的试验研究,采用有限元仿真和试验相结合的方法来评价优化后卡瓦闸板的工作性能。将试验结果和优化后的仿真结果进行对比,结果表明卡瓦闸板无损伤,连续油管咬痕深度达到验收标准,且试验中连续油管的咬痕深度与仿真结果的咬痕深度吻合较好,证明了结构优化的可靠性和试验的准确性。