井下安全阀作为井下工具的重要装置,在海洋油气田开采中占据重要地位。目前最常用的液压控制井下安全阀存在下入深度受限、反应速度慢、管线泄漏容易造成环境污染等不足,本文在查阅了大量关于井下安全阀和电磁铁文献基础上,针对液压控制井下安全阀的不足,提出了采用电磁铁控制井下安全阀的设计方案,为井下安全阀的研究提供了新的理论依据。电磁铁具有反应速度快,制造成本低等优点,以螺管式电磁铁作为驱动力,根据井下安全阀的工作要求,通过电磁学理论和经验公式对电磁铁进行了初步设计,确定了电磁铁的结构参数并对推杆进行了强度校核和弯曲校核。根据设计结果,利用Ansoft Maxwell仿真软件对其进行模拟和仿真校正,确保其设计结果真实可靠。其次针对电磁铁的工作特点,对井下安全阀的主要零件如锁定总成、弹簧等进行了结构和参数设计,并对其进行了理论和仿真校核。考虑到弹簧在高温压缩环境下的蠕变作用,根据弹簧应力松弛规律,通过Time-Hardening模型对弹簧进行了蠕变8760h后应力松弛预测。对比应力松弛曲线,说明所构造的模型和参数的设置是合理的,仿真结果真实可信。最后,由于所设计的井下安全阀与传统井下安全阀不同,故此针对所设计的井下安全阀,设计了相关的控制方案与控制电路,主要包括井下安全阀地面控制与电磁铁控制,通过充电回路增加了断电保护功能,提高了系统的可靠性。