防喷器剪切闸板用于需要切断作业管柱才能确保安全封井的紧急情况。连续油管作为作业管柱的一种,在非常规和难动用储量油气田开采领域得到广泛应用,但连续油管固有的超高韧性、不易断裂等特性也使得井控安全面临着新的风险和不确定性。本文针对连续油管技术应用于油气钻采领域给井控安全带来的新挑战、新机遇,研究连续油管防喷器剪切闸板的工作机理及其剪切性能评估方法,为剪切闸板结构优化设计提供一定的理论依据。剪切闸板(冲击块)的力学性能是能否切断作业管柱的关键因素。为探究剪切过程中闸板的力学性能,根据剪切闸板剪切作业管柱的工作机理,按照剪切点所处位置将剪切作业管柱的工作过程分为剪切点接触管柱、切入管柱及进入管柱环空区三个阶段,运用楔形体应力理论求解得到各阶段闸板刃口应力函数。剪切闸板对作业管柱的剪切能力是剪切闸板工作性能的核心指标,为预测闸板剪切力,以剪切运动方程为基础,综合考虑剪切闸板结构参数,作业管柱性能参数及剪切工况参数,运用Treace屈服准则、滑移线场及楔形体力学理论建立闸板剪切力预测模型。被剪作业管柱断口的变形程度是评价剪切闸板剪切性能的重要依据之一,直接关系到作业管柱的再循环利用和作业效率,而被剪作业管柱断口凸起高度又是断口变形程度的重要方面。为了对被剪作业管柱断口凸起高度做出合理评估,以作业管柱作为研究对象,以剪切闸板基本运动规律为基础,综合运用坐标转换公式的矩阵形式和滑移线理论,建立被剪作业管柱断口凸起高度的理论评估模型,并分析得到V型角、刃口倒角等剪切闸板(冲击块)关键结构参数及作业管柱结构尺寸对被剪作业管柱断口凸起高度的影响规律。运用ABAQUS有限元分析软件模拟剪切闸板剪切CT90管的工作过程,获得的剪切闸板应力特性及剪切力数据与闸板刃口应力求解模型、剪切力理论预测模型基本吻合。设计正交试验,运用极差分析法研究得到剪切闸板V型角,刃口倒角、刃面倾角及刃口厚度关键结构参数对剪切力的影响规律。连续油管防喷器闸板剪切CT90管的试验结果显示,剪切闸板的损坏情况及CT90管的断口形貌与数值模拟的结果高度吻合,表明数值模拟结果较为可靠,从而间接验证了闸板刃口应力分析模型及剪切力理论预测模型的可靠性和适用性,且获得的CT90管断口数据与被剪作业管柱断口凸起高度评估模型的相对误差在8%以内,表明评估模型具有较高的可靠性。