随着油气开采不断地向深海推进,我国对深水钻井和采油装备的需求日渐增加。然而我国尚不拥有实施深水油气勘探开发的技术与装备。但是由于深水油气勘探和生产技术的落后,周边国家每年从南沙海域生产石油多达5000万吨以上,相当于我国大庆油田的年产量。因此对深水钻采装备关键部位的水下井口装置的研制将成为我国发展深水钻采装备技术的关键点之一。密封钢圈是用于海底钻采设备与海底高压井口头连接处的高压金属密封件,其特点是:承受压力高,受力复杂,工作环境恶劣,容易产生变形、泄漏和强度不够等故障。密封技术虽不属尖端技术,但却是一项极其关键的技术,往往一个不起眼的密封元件的失效,就可以造成价值数百万元甚至数亿元的损失,有时还可能造成不可挽回的环境污染和人员伤害等灾难。作为深水钻采设备与海底高压井口头连接处的密封,密封钢圈的密封性至关重要,直接关系到水下钻采安全。因此有必要对密封钢圈结构形式以及密封性能进行研究。　　 本文对国外四大水下采油树生产公司的水下井口装置做了一定的调研,了解其工艺过程,着重分析了密封钢圈的结构以及密封机理。然后根据国内一海底井口头尺寸,设计了密封钢圈的结构尺寸,并利用ABAQUS有限元软件建立密封钢圈的有限元模型,对密封钢圈在给定工况下的弹塑性接触问题进行非线性有限元分析,得出相应情况下的接触应力分布和主应力分布,并讨论了不同轴向位移及不同介质压力对密封钢圈密封性能的影响。结果表明,在预紧工况下和工作工况下,密封钢圈的最大接触应力均能满足密封要求,密封钢圈可以实现良好的密封:而且密封钢圈的最大主应力小于材料的屈服强度,满足密封件的强度要求。密封钢圈接触应力以及主应力的有限元分析为其实际应用提供了理论依据。