管道快速连接器金属密封环密封性能研究

海洋管道中卡箍式快速连接器采用金属与金属的硬密封,然而有关快速连接器金属密封环密封性能的相关仿真和分析还不够完善。为此,基于弹塑性本构模型,利用ABAQUS软件建立了管道快速连接器的关键密封结构的二维轴对称有限元模型,分析了其密封建立过程,以及材料屈服强度和几何参数对金属密封环密封性能的影响。研究结果表明:金属密封环的接触正压力随着载荷增加呈双线性增大,密封区域由线性密封过渡到面密封;金属密封环线密封比压随屈服强度提高而增加,当屈服强度达到一定值后,将不再对线密封比压产生显著影响;密封接触宽度随屈服强度增大而减小,应选择合适屈服强度的金属材料;线密封比压随着金属密封环厚度、角度差和间隙的增加而逐渐增大,其中间隙影响最大,密封环厚度的影响较小,调节安装间隙可使密封环达到良好的密封状态。研究结果可为海洋管道快速连接器金属密封环的选用和设计提供理论依据。     

离心泵液力轴封密封环主要参数探讨

离心泵液力轴封分动密封和静密封两部分。实现静密封的关键元件是密封环，在离心泵整个启停过程中密封环都受到力和过盈配合的作用。只要泵运转，无论密封环有无过盈，在离心力作用下其张缩量δ与转速n成抛物线关系。密封环的工作曲线图可分为动密封区、动静密封过渡区和动密封失效区，各呈现不同的密封工作状态。分析了起静密封作用时的静密封压力和密封环转动时的有关受力情况，阐述了密封环过盈量的确定方法，导出了密封环δ和n的解析式，认为密封环环裙承受的径向静压力为全部径向静压力的65％，并给出了计算实例。     

水力活塞泵工作筒氟塑料密封装置的优化设计

水力活塞泵工作筒与机组之间的配合面通常采用氟塑料密封装置加以密封,为了提高这种密封装置的性能,对其密封机理进行了力学分析,并应用有限元法推导氟塑料密封环的变形规律,在此基础上对现有氟塑料密封环的结构尺寸和公差进行了优化处理。     

新型压力容器法兰密封结构的有限元接触分析

为解决反应釜密封泄漏问题,研制了新型类C形密封环。在预紧状态和设计压力状态下对压力容器有限元模型进行了接触弹塑性分析,利用有限元分步加载技术模拟了主螺栓预紧以及加压过程中主法兰的应力场和位移场情况,对主法兰密封面的变形状态进行了研究。分析结果从数值上证明了类C形密封环具有良好的密封性能。     

金属密封三偏心球阀结构特点及应用

金属密封三偏心球阀是一种新产品,应用于高温高压及工艺介质要求较苛刻的工况,目前国内有的阀门制造厂已研制成功。阐述了该类阀门的结构特点、密封原理（包括普通球阀、双偏心球阀及三偏心球阀）,以及3种阀门的性能对比,三偏心球阀的优点、其设计采用有限元分析,对阀体的强度和刚度、阀座、密封环的接触应力和刚度、阀杆的强度和刚度进行了分析,并介绍了密封圈和阀座密封面的加工和此种阀门的应用工况。     

中压废热锅炉密封结构的改进

对中压废热锅炉密封失效的原因进行了分析,介绍了无垫片焊接密封结构Ω密封环在中压废热锅炉设计中的应用。     

新型机械密封辅助系统的研究和设计

采用新型机械密封辅助系统,将冷却液打到密封环的内径并循环使用,同时对密封的泄漏进行监测,从而改变了密封环的工作环境,延长了密封件的使用寿命,降低了装置的运行成本,提高了密封系统的安全性。     

离心泵密封环泄漏量特性试验

用专用设备模拟离心泵运行工况,对密封环处泄漏量进行直接测量,用3种方法对常用密封结构的泄漏量特性及环形缝隙密封处的动扬程作了试验。经试验和统计,得出了泄漏量的计算公式,以及泄漏量系数与密封环结构的关系,为在无接触工况下确定较小的液体泄漏提供了理论依据。     

超临界萃取装置高压快开密封结构改进设计

对普遍采用的以橡胶O形环作为自紧密封件的高压快开密封装置密封部位的结构进行了改进,彻底解决了橡胶O形环在卸压后发生膨胀,将筒体端部法兰与密封盖卡死的问题。开发出了1种新的组合密封环,该密封环可广泛用于超临界萃取装置上。     

全金属可溶球座密封环结构设计与性能分析

为解决桥塞分段压裂工艺开采页岩气中全金属可溶桥塞球座密封环断裂造成密封失效,压裂效果差等问题,设计整体式和组合式结构的密封环,确定结构参数。利用有限元方法开展两种密封环性能对比,进行室内实验与现场测试。研究结果表明,整体式密封环与卡瓦接触位置存在应力集中,与整体式密封环相比,在相同坐封力下,组合式密封环可顺利坐封,且应力分布均匀,表明组合式结构更加优越。常温和高温下打压51 MPa,稳压后,常温下压力回落至47.4 MPa,高温下井筒压力基本不变,高温下打压升至60、70 MPa过程中压力下降,表明存在二次坐封,卸压后无液体渗出。组合式密封环被应用于页岩气水平井,当排量不变时,套压从51 MPa上涨至60 MPa,继续保持排量压力未回落,证明地层压开。以上结果表明组合式全金属可溶球座密封环密封严格,承压性能良好,可为全金属可溶桥塞密封环的设计及应用提供理论指导。     

油管悬挂器K形金属环密封特性模拟分析

为研究自紧式金属密封环的最佳预压缩量及其密封性能受工作介质压力和温度载荷变化的影响规律,以一种油管悬挂器K形金属密封环为例,利用Workbench软件建立了水下采油树油管悬挂器出油口处的K形密封环有限元模型并进行分析.研究结果表明:K形密封环在下放安装工况和生产工况均能保持良好的密封性能;安装工况下K形密封环最佳预压缩...     

软密封柱塞防偏磨抽油管柱设计

1．软密封柱塞抽油泵 (1)软密封柱塞抽油泵结构及特点。软密封 柱塞泵包括泵筒、软密封柱塞两部分。柱塞由钢体 骨架、复合有机耐磨软密封环、尼龙辅助密封环、 隔离钢体等组成(见图1)。该泵主要特点是靠软 密封环实现动密封,密封环设计成碗状,与泵筒过 盈配合密封,具有较高的密封性能。该泵具有三方 面技术优势:一是柱塞钢体表面无需做硬化处理, 加工及装配容易,可降低工具加工成本;二是在检     

涡轮钻具密封环温度场有限元分析

为保证涡轮钻具储油金属密封环稳定可靠地长期工作和为选择高品质的耐温密封材料及采取控温措施提供依据,必须掌握密封环各部分的温度分布情况和主要影响因素。在合理假设条件下,利用ANSYS11.0有限元程序对涡轮钻具储油密封环稳态温度场进行了数值计算,得到了密封环在井下高温环境下的温度分布云图及等温线图,并讨论了几个重要参数对密封环温度场的影响。结果表明,密封环端面温度最高点靠近内径处;密封环内的温度随轴向尺寸增加而逐渐降低,这与密封环的导热系数和其与周围介质对流换热情况有关;密封端面温度与主轴转速和密封端面平均直径近似呈线性关系;对于在高温条件下使用的密封环,为避免引起较大的热变形或热裂现象,应选用导热系数较大的密封材料来降低端面温度。      

基于ANSYS的机械密封环温度场计算方法

研究了机械密封环的稳态温度场,在合理的假设条件下,建立了机械密封环温度场的数学模型,并利用经验公式计算了密封介质与密封环间的对流换热系数。然后利用ANSYS8.0软件计算了机械密封环的温度场,为研究机械密封环的热影响提供了参考依据。     

一种油田用可调式封井装置

山东临朐乾成石油机械有限公司提供了一种操作简便、实用的油田用封井装置。它由护盘、上盖、锥齿轮、锥齿轮盘、壳体、密封块、丝杠、挡销、顶柱等零部件组成。操作时,用手柄转动任一锥齿轮,带动锥齿轮盘转动,通过锥齿轮盘联动使4个密封块同步进、退组成密封环来实现对井口内不同型号油管的密封。在第1根油管提升或下放前转动锥齿轮,使密封块组成的密封环腔增大,退回到壳体内孔,防止油管撞坏密封块。     

螺旋槽机械密封性能影响因素的解析法分析

端面开有螺旋槽的机械密封能有效地解决普通接触式机械密封端面摩擦和磨损严重等问题 ,研究影响螺旋槽机械密封性能的结构因素和操作因素对设计和应用该类密封具有重要意义。鉴于此 ,运用解析方法分析了影响端面外侧开有螺旋槽的泵入式机械密封性能的操作因素和结构因素 ,并与相应的内侧开槽泵出式密封环进行比较。结果发现 ,边界压力、介质粘度、轴转速、非槽区液膜厚度等操作参数对密封性能有重要影响 ;开槽深度和螺旋角等结构参数对密封性能也有重要影响。在同样条件下 ,外开槽泵入式密封环的开启力和液膜刚度大于内开槽泵出式密封环的开启力和液膜刚度。     

水下采油树油管悬挂器K形金属密封环密封性能模拟分析

水下采油树油管悬挂器的密封性能直接关系到水下采油树工作的可靠性,密封一旦失效,将会导致生产通道中的原油及生产过程中注入的化学试剂发生泄漏,造成环境污染。本文利用ABAQUS软件建立了真实工况下(最大水深1 500 m,压力等级69 MPa,温度等级180℃)水下采油树油管悬挂器K形金属密封环的有限元模型,分析了不同初始过盈量、工作压力和工作温度对金属密封环最大Mises应力和最大接触应力的影响。分析结果表明,K形金属密封环的最大Mises应力和两侧的最大接触应力随着工作压力的增加而增加,最大Mises应力和外侧的最大接触应力随着过盈量的增大而减小,内侧的最大接触应力则随着过盈量的增大而增大,而工作温度对其影响不大。在不同工作温度和过盈量一定的条件下,当工作压强小于40MPa时,K形金属密封环两侧的最大接触应力均超过介质压力的2~3倍,而当工作压强大于40 MPa时,K形金属密封环外侧的最大接触应力超过介质压力的10倍,因此K形金属密封环在各种工况下均能满足密封准则,能对油管挂形成良好的密封。本文研究结果对水下采油树油管悬挂器的密封设计有一定的指导意义。     

结构参数对压力自适应型机械密封性能的影响分析

采用计算流体力学软件FLUENT和有限元分析软件ANSYS,分别对密封间隙中的液膜流场和密封环进行数值模拟计算分析,并将计算得到的液膜流场状态和密封环变形结果进行流固偶合求解,最终得到15.9 MPa高压工况下流场的压力分布,并采用单一变量法分析了密封结构参数对密封性能的影响。结果表明:随着液膜厚度的增加,开启力减小,泄漏量增大;端面厚度越薄、开槽数量越多,密封环端面的流体动压效应越明显;而随着内壁厚度的增加,开启力、泄漏量都会减小。     

软密封柱塞泵的研制与应用

针对聚四氟乙烯和尼龙材质的软密封环耐磨性不高、耐压强度不够和抗老化性能也受到限制,使得该项研究基本处于停滞状态的问题,对软密封柱塞材质进行了优选,确定用聚醚醚酮制作密封环,并完成了软密封柱塞泵的加工。软密封柱塞泵在原刚体整筒泵柱塞外套上,以有机材质接触面取代钢体柱塞泵的刚体硬性接触面,在软密封柱塞泵工作时,只磨损软密封环,不磨损刚体泵筒,达到检泵作业只更换柱塞即完成检泵作业的目的。该软密封柱塞泵共完成现场试验18口井,平均免修期已达到了363 d,最长检泵周期达到509 d。     

一种新颖的零泄漏无触点端面机械密封

本文介绍了一种新颖的零泄漏无触点端面机械密封的基本原理、密封性能及密封环最佳几何尺寸的选择。该密封的主要特点是,压力诱发流量和剪切诱发流量达到平衡,结构和性能预测被简化。文中还给出了最佳密封结构的设计图表,并用实例说明了这种密封的应用潜力。