特殊螺纹接头双主密封结构密封性能分析

针对油气井日益苛刻的环境,基于特殊螺纹密封机制,提出一种由锥面对锥面和柱面对球面组合的双主密封螺纹接头结构。采用有限元法对比分析双主密封、锥面对锥面密封、柱面对球面密封3种主密封结构在上扣、拉伸、压缩、拉伸和内压、拉伸和内外压5种工况下,密封面接触应力、接触长度的变化情况,得到3种主密封结构的密封能力随载荷的变化规律。分析结果表明,与单主密封接头相比,该双主密封接头在不同载荷下锥面和柱面上的接触应力分布更均匀,接触长度更长且接触应力峰值更小。全尺寸试验结果表明,该双主密封接头的密封性能达到了使用要求。     

特殊螺纹接头主密封优化研究

以特殊螺纹接头为研究对象,采用有限元分析的方法,分析常规锥面/锥面密封结构、变锥面密封结构以及逆向台肩3种结构主密封面上接触压力分布规律,并在此基础上提出一种改进型密封结构。有限元分析结果表明:锥面/锥面密封结构主密封面上接触压力分布不均,有效接触长度很短;变锥面密封结构和逆向台肩能够在一定程度上改善接触压力分布,但密封结构参数对接触压力分布影响很大;改进型密封结构综合了上述结构的优点,主密封面上接触压力呈现U型分布,并且在拉伸载荷作用下有着更高的稳定性。     

石油套管特殊接头螺纹参数与密封性能的关系

随着我国钻井深度的增加和海上油田的开发,特殊螺纹接头的需要量越来越多,引起了油管制造企业加大了对油管的重视程度和研究力度。文章以锥面/锥面、柱面/球面两种密封结构的特殊螺纹接箍为研究对象,分析其在上扣及拉伸工况下主密封面和台肩的接触压力受主要螺纹参数的影响及分布规律。有限元计算结果表明:两种密封结构特殊螺纹接箍的台肩接触压力受螺距偏差、锥度偏差的影响较为敏感,密封面接触压力则受中径偏差、锥度偏差的影响较大。总之,锥面/锥面结构套管接箍的台肩接触压力在上扣工况下受到偏差影响较小,柱面/球面结构套管接头的密封面接触压力比锥面/锥面结构更少受螺纹偏差影响。     

石油套管特殊螺纹接头密封结构设计方法

API标准石油套管螺纹接头由于结构设计缺陷,其密封性能不能满足高温高压的使用需要。提出锥面与圆弧面配合的特殊螺纹接头密封结构形式,采用具有辅助密封效果的倒钩抗扭矩台肩,通过优化选取密封面的锥度、长度及过盈量,严格控制密封面的接触压力,保证结构具有良好的密封性能。全尺寸评价实验结果表明,该接头的密封性能达到了使用要求,说明确定的特殊螺纹密封设计方法是可行的。     

特殊螺纹油管接头重复上卸扣后的密封性能研究

ISO 13679规定特殊螺纹油管的气密封试验需要在9次上卸扣后进行,且特殊螺纹接头的上扣性能直接影响到其服役时的密封性能与连接强度。为探索有限元方法动态模拟多次上卸扣试验的可行性,建立了某锥面-锥面密封型特殊螺纹油管接头上卸扣的有限元模型,对该接头进行了9次上卸扣的全过程模拟,仿真分析了该接头的密封性能,并进行了实物试验验证。研究结果表明：特殊螺纹接头的气密封性能随着上卸扣次数的增加而降低,最终其密封指数降低为第1次上扣时的73%;密封面处的塑性应变是影响接头密封性能的重要原因;随着上扣次数的增加,特殊螺纹接头的密封接触长度呈现先减小后增大的趋势;在上卸扣过程中密封面过盈量的变化较为显著。通过与实物试验的对比,验证了该方法的可行性与准确性,为深入了解上卸扣试验对接头密封性能的影响提供了有效方法。     

非API套管接头主密封结构气密性能试验分析

非API套管接头主要通过金属对金属的径向过盈主密封结构,保证气井开采时的井筒内气密性。依据7 in．套管接头尺寸选用锥面对锥面径向主密封结构型式加工试件,通过密封面过盈配合尺寸控制密封预紧力,测试不同密封预紧力下的气体泄漏率;分别采用车削、磨削和研磨工艺加工接触面,对比分析不同表面粗糙度对气密性能影响程度;取径向密封接触宽度范围2．5～25 mm,测试相同密封预紧力和气体压力下,不同接触宽度对应的气体泄漏率。试验测试结果表明,较高的初始接触压力是形成金属对金属密封的必要条件,当接触压力接近2倍材料屈服强度后,随气体压力升高泄漏率曲线近似保持水平,径向金属密封产生稳定气密性能;密封面的表面粗糙度不同,其进入稳定密封状态的快慢程度不同,表面光洁度越高、进入速度越快气密性能越好;径向接触宽度在2．5～10 mm范围内,气体泄漏率随接触宽度增加而显著降低,10 mm以后接触宽度对气密性能影响不大。     

超高压压裂管汇由壬接头预紧特性分析

针对超高压压裂管汇由壬接头安装预紧力不当导致结构破坏或密封泄漏的问题,以某公司研制的175 MPa超高压由壬接头为研究对象,利用ABAQUS建立由壬接触模型,采用有限单元法对该接头进行应力分析与强度评定以及密封性能判定。结果表明：预紧力大小对母由壬应力几乎没有影响,对公由壬、翼型螺母和三瓣挡圈应力有显著影响,且都呈现正相关性,影响程度从高到低依次为公由壬、翼型螺母、三瓣挡圈和母由壬;额定工况下预紧力超过250 kN时,公由壬轴肩圆角处应力超过其材料许用应力,结构静强度不满足要求可能会发生结构破坏;预紧力小于150 kN时,不足以抵抗内压作用,公由壬和母由壬球头锥面密封结构分离;在能够确保球头锥面密封性和结构安全性的150~250 kN预紧力范围内,氢化丁腈橡胶（HNBR）密封圈表面接触应力始终大于实时流体工作压力,密封圈密封性能良好。推荐安装预紧力范围为150~250 kN,在该范围内密封圈结构的静强度以及密封性均能满足要求。     

结构参数对液压旋转接头密封性能的影响

为探究结构参数对液压旋转接头间隙密封性能的影响规律,分别以泄漏量和压力损失作为液压旋转接头的性能指标,研究密封有效长度、密封直径、密封间隙值3种主要结构参数对旋转接头性能的影响。采用正交试验与Fluent流体仿真相结合的方法,分析液压旋转接头间隙密封在不同结构参数下的泄漏量和压力损失情况。结果表明：3种结构参数对泄漏的影响程度由大到小依次为密封间隙值、密封有效长度、密封直径,对压力损失的影响程度由大到小依次为密封有效长度、密封直径、密封间隙值;密封间隙值大小对泄漏量影响非常显著,泄漏量随着间隙的增大呈指数增长关系,而间隙密封有效长度、环形密封直径对泄漏量无显著影响;密封有效长度对压力损失有极其显著影响,而密封直径和密封间隙值对压力损失没有显著影响;从整体上看密封间隙值、间隙密封直径、密封有效长度都大致与压力损失呈一次函数关系,且前两者与压力损失呈正相关关系,后者则与压力损失呈负相关关系。     

油套管特殊螺纹密封性能数值仿真研究

油套管特殊螺纹主要通过金属对金属的径向过盈主密封结构保证油套管连接的气密封性能。针对特殊螺纹密封性能开展数值模拟评价研究,并提出优化特殊螺纹气密封结构的方法。首先建立了特殊螺纹锥面对锥面密封结构的数值仿真模型,研究了等锥面密封结构和非等锥面的密封面上接触应力分布关系,研究发现,若采用非等锥线性密封结构的密封接头,能够有效改善特殊螺纹密封面上接触不协调现象,改善密封面上接触应力的分布;其次,建立了特殊螺纹球面对锥面密封结构的数值仿真模型,引入密封接触能理论,研究了不同椭圆度下的球面密封结构密封面上接触应力分布关系,并给出特殊螺纹球面密封椭圆度的最佳取值范围。研究结果可以为提高特殊螺纹抗泄漏能力提供理论依据,为特殊螺纹密封结构的研发提供思路借鉴。     

锥面管接头界面密封性能研究

为提升锥面管接头密封性能,满足日益复杂的气液密性性能的要求,以堵头为例探究决定锥面密封密封性能的主要因素,并讨论堵头和管接头2种常见锥面密封密封性能的差异.采用有限元数值模拟的方法探究结构参数对锥面管接头密封性能的影响,并通过实验进行验证.结果表明:锥面密封系统在装配过程中会在垫片处形成三处明显的塑性区,其整体的密封性...     

O形圈平面密封接头的相关设计标准探讨

O形圈密封接头作为机械产品上常用的连接件方式,相互之间的配合选择正确与否直接关系到产品的性能可靠性。该文综合分析了国内外各种接头设计标准,针对不同标准油口尺寸、O形圈密封选用标准,明确它们之间如何相互配合使用;同时也系统分析了GB/T 2878的不合理性,提出一种新的O形圈平面密封接头配合标准,不仅可解决GB中密封泄漏问题,从而有效提高产品性能的可靠性,并且对于机械零件的密封连接方式提供积极有效的借鉴参考作用。     

低真空锥面密封的泄漏量计算

锥面密封结构作为工程上应用广泛的密封形式,研究锥面密封结构的密封性能具有重要的工程意义。通过对锥面密封的密封机理分析,推导一个计算其漏率的理论公式。通过与实验数据的对比表明该公式能够较好预估锥面密封结构的漏率值,为锥面密封结构的设计提供理论参考依据。     

一种新型高速旋转接头结构的设计

针对传统旋转接头工作转速低、适应工况范围小,且在高压力下,密封装置易被腐蚀、密封不可靠、使用寿命短等缺陷,对其整体结构进行重新设计。设计的旋转接头结构采用组合密封结构,保证旋转接头结构能在高压力、高转速的工况下平稳运行;将O型密封圈设计在接头最前端,防止介质与轴承等零件接触造成的腐蚀;采用自润滑滑动轴承与平面滚动轴承相结合的方式,解决零件因受摩擦力和受压后推力产生的卡涩现象; 采用PTFE密封材料,延长旋转接头的使用寿命。     

轴回转的中央回转接头密封失效模式分析

分析了某工程机械上轴回转中央回转接头使用时密封失效的原因,包括在机加工环节引起的行为误差影响,密封装配不规范造成的影响以及密封材质的影响等。并从优化机加工工序、规范密封装配方法、优选密封材质等方面,提出了减少密封失效的措施,取得了一定的效果。     

浅谈液压系统的密封及维护

液压系统因密封不好造成渗漏，是系统的一种常见故障，也是影响系统能否正常工作的重要因素。尤其是飞机的液压系统，若密封不好而漏油，轻者影响训练任务完成，重者危及飞行安全。液压系统的密封形式主要可分为两大类：一类是硬式密封，另一类是软式密封。一、硬式密封的结构及维护特点液压系统的硬导管间的连接多采用硬式密封，其结构是连接接头一端为喇叭形，另一端为锥形，利用连接螺帽和衬套，使导管端部与接管嘴的锥面压紧而密封。此结构连接方便，使用期限长，是目前普遍采用的连接密封类型，尤其在飞机上用得为最广泛，但此连接接头…     

锥面接触机械密封的泄漏量计算

接触式机械密封是工程上应用广泛的密封形式，密封的效果与接触面的几何形状有直接的关系。文中通过对锥面接触式机械密封的接触形式分析入手，指出了接触面几何关系的几种不同状态，并以锥面接触式机械密封为例，分析、推导了锥面接触机械密封泄漏量的计算公式，同时指出了影响接触锥面锥度的因素，对改进机械密封的设计提出了有益的建议。     

高压导管球形接头结构密封性能研究

根据混合动力汽车发动机内常用导管连接形式,针对导管接头球面-锥面密封结构研究密封性能.通过漏率经验公式,结合Hertz接触理论进行漏率估算,分析得到密封结构初始密封状态下影响密封性能的各项指标.在此基础上,采用非线性有限元法研究拧紧力矩与密封面接触应力、宽度及应力分布的关系,结果表明相对较大的拧紧力矩能够增加密封面接触...     

截止阀球面密封结构

介绍了截止阀阀瓣球面密封在密封效果、制造工艺和材料选用方面较锥面和平面的结构特点。给出了改进后的几种球面密封结构。     

密封接头泄漏量及摩擦力测量

为了解决相对运动条件下密封接头的泄漏量及摩擦力的测量问题,分析了技术上的关键问题,提出了用精密流量计间接测量质量流量,在张力和有相对运动的条件下用力传感器测量密封接头与钢索间的动摩擦力,并进行了对气源、恒压气室、试验装置和测控系统的设计.该方法满足动密封条件下的密封性和摩擦力的测量需要,并提供了一种实用的密封性测量方案.     

某型叉车气液制动钢管接头渗油原因分析及改进

某型叉车气液制动系统靠近驱动桥制动管路采用钢管布置,且连接接头采用铰接接头型式,因设计密封结构加工工艺性不好,对其优化改进,采用更容易加工、密封更可靠、维护更方便的外锥密封型式,有效解决钢管密封渗油问题。