单金属密封的结构优化及其密封性能研究

• 作者: 吴倩 常学平 张晓东 张毅
• 来源期刊: 工程设计学报
• 学科: 工学
• 关键词: 单金属密封 有限元 接触压力 泄漏率 动密封实验
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 优化设计
• 页码范围: 167-172
• 页数: 6页
• 分类号: TH136
• 字数: 2421字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2018.02.006

摘要

针对油气田勘探中,复杂的钻井工况导致动密封工作性能极不稳定的问题,结合单金属密封结构和井底高压环境,利用有限元方法对单金属密封受压情况下的接触压力进行分析.用雷诺方程计算单金属动密封的泄漏率,以减小最大接触压力和泄漏率为优化目标,利用正交试验和 F评价方法对单金属密封结构参数进行优化,得到密封结构参数对密封面接触压力和泄漏率的影响情况,并将每个水平数对应的优化目标计算结果分别取平均值,得到不同水平影响下接触压力和泄露率平均值的变化趋势,从而确定密封结构的最优水平值,并借助有限元仿真对优化前后的密封性能进行对比.最后根据优化前后的密封结构参数加工2套密封试件,进行密封实验.仿真分析和实验结果表明:高压工况下优化前的密封面内侧磨损严重,钻井液颗粒容易侵入密封面;而优化后密封面的最大接触压力有所降低,动密封面的最高温度和泄漏率明显降低.研究结果对改进单金属密封的工作性能、提高井下动密封的可靠性有重要的现实意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张晓东	西南石油大学机电工程学院	87	629	13.0	21.0
2	张毅	西南石油大学机电工程学院	23	50	4.0	6.0
3	常学平	西南石油大学机电工程学院	9	25	4.0	4.0
4	吴倩	西南石油大学机电工程学院	2	1	1.0	1.0