牙轮钻头单金属浮动密封结构的密封机理

在牙轮钻头中成功应用单金属浮动金属密封结构的关键在于控制密封端面之间的接触压力。应用当今最先进的非线性有限元分析软件Msc.Marc，结合单金属浮动金属密封结构的装配过程对其密封机理进行了有限元分析。通过对装配和工作过程中密封面的接触应力分布以及关键部位的应力变化的分析，提出实际应用中应注意的问题，并探讨了结构形式、设计参数、材料、润滑脂对密封能力的影响，为国内钻头厂家掌握单金属浮动密封结构的设计开发技术提供一定的借鉴和帮助。     

牙轮钻头用新型单金属浮动密封研究

通过建立新型单金属浮动密封有限元模型,对比分析了不同结构的支撑橡胶环和容槽对密封面接触压力大小和分布的影响,分析结果说明改进支撑橡胶环和容槽结构参数对提高密封性能作用显著;采用宽端外径大于窄端外径的静环,对增加动密封接触面积、降低接触压力、改善动密封面接触力分布作用明显。最后指出在静环密封面上开出参数适合的斜面能有效改善动密封面接触压力的分布状态,不但使接触压力分布更为均匀,而且能使最大接触压力出现在润滑脂一侧,有效地降低动密封面的磨损。     

牙轮钻头SEMS2单金属浮动密封结构的改进

为了解决单金属浮动密封结构复杂和研制困难的问题,提出了一种改进型单金属浮动密封结构(GSEMS),它采用1个异形橡胶密封环代替O形橡胶圈和支持橡胶环,简化了密封结构,也减轻了它与轴颈之间的磨损。采用有限元软件对第2代单金属浮动密封(SEMS2)和GSEMS进行装配过程模拟,结果表明,两者在密封面上具有相近的受力分布和密封能力,能使用较软的橡胶材料得到较大的密封力,减小了静环内锥面和橡胶之间的缝隙,具有良好的密封性能。     

牙轮钻头单金属浮动密封结构的密封机理

在牙轮钻头中成功应用单金属浮动金属密封结构的关键在于控制密封端面之间的接触压力。应用当今最先进的非线性有限元分析软件Msc Marc ,结合单金属浮动金属密封结构的装配过程对其密封机理进行了有限元分析。通过对装配和工作过程中密封面的接触应力分布以及关键部位的应力变化的分析 ,提出实际应用中应注意的问题 ,并探讨了结构形式、设计参数、材料、润滑脂对密封能力的影响 ,为国内钻头厂家掌握单金属浮动密封结构的设计开发技术提供一定的借鉴和帮助。     

金属对金属密封组件的有限元分析与试验研究

为了扩展现有井下工具的适用性与可靠性,为高温、高压、强腐蚀环境下油气资源的开发提供技术储备,针对用于井下工具密封的金属对金属密封技术展开了研究。设计了金属对金属密封组件的结构,并对密封组件的密封原理进行分析。通过有限元方法计算了密封组件在有外层套管约束下的变形和受力情况,确定了密封套筒的变形形状、所需要的下压载荷和下压行程之间的关系。进行了金属对金属密封组件在套管内坐封和试压试验。试验结果表明,下压载荷与下压行程的关系与仿真结果非常接近,坐封后的金属对金属密封组件的环空密封能力达到60 MPa,证明了金属对金属密封技术在大环空间隙密封应用中的可行性。     

浮动端面密封结构的性能分析

运用有限元法对高速牙轮钻头浮动端面密封的性能进行分析,计算模拟了浮动端面密封在装配过程和不同工作条件下结构的变形和接触表面应力变化。对照计算结果对实际使用中的问题进行了分析。对同类浮动端面密封结构的设计有指导意义,并使进一步研究浮动端面密封的机理成为可能。     

钻头厂研制成功高技术金属浮动密封钻头

7月28日，从中原油田32174钻井队传出喜讯，钻头厂技术开发研究所设计研制的一只8％H447A高技术金属浮动密封钻头，在中原油田濮3—389井的2197m-2674m的沙1～沙2深井段灰质泥岩沙岩地层中钻进，钻头纯钻时间为118．5h；进尺479m，平均机械钻速为4m／h。打出了高指标，现场试验获得成功。浮动密封新技术在牙轮钻头上的成功应用，这在国内外尚属首创。     

芯轴式套管悬挂器金属密封设计及性能分析

为了避免芯轴式套管悬挂器密封失效,根据芯轴式套管悬挂器的结构及密封工作原理,设计了一种新型的金属密封结构。建立了芯轴式悬挂器密封性能有限元模型,研究了不同顶丝压力和套管悬重对密封锥面变形及接触压力的影响。结果表明：随顶丝推力的增加,上、下密封锥面上平均接触压力都增加,有利于实现密封;随套管悬重的增加,上密封锥平均接触压力增加,下密封锥平均接触压力减小,除下内锥面外,均能满足密封要求。研究结果可为芯轴式悬挂器密封部位的结构设计提供参考。     

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。     

高速牙轮钻头金属浮动密封的实验研究

介绍了金属浮动密封机理及特点,用实验方法给出了设计牙轮钻头金属浮动密封的轴向压缩量δ,模拟牙轮钻头工况对金属浮动密封的密封性能进行了实验研究。实验结果表明,金属浮动密封能够有效地适应牙轮钻头振动工况,并在高速条件下具有漏失量小、摩擦热少、磨损轻微、寿命长等优点,为研制高速牙轮钻头提供了有效的密封设计参数。     

遇油膨胀封隔器胶筒应力的有限元分析

封隔器验封过程中,常规方法存在验封过程复杂,人为因素影响大以及成本高等缺点。为此,采用有限元法对遇油膨胀封隔器在井下各种工况下的密封性进行了研究,以建立不同压力下遇油膨胀封隔器的密封性评判标准为研究目标,以期为现场遇油膨胀封隔器的密封性判断提供理论依据。采用超弹性单元和四边形单元建立中心管、胶筒和套管的模型,表面粗糙度的模拟通过随机曲线来体现。分析模拟结果认为,胶筒上、下无论是承受压差还是不承受压差,最大接触压力都位于胶筒的中部位置。在胶筒承受压差的作用下,下方胶筒的接触压力大于上方胶筒的接触压力。     

用有限元法对抽油机进行准静态分析

要对抽油机的设计提供较为精确的理论计算依据，必须对抽油机进行弹性动力分析。为此，建立了抽油机的力学模型，导出了用有限元进行弹性动力分析的动力微分方程。考虑到抽油机低速旋转的特点，将动力微分方程简化成准静态的线性方程组，大大节省了计算时间。又因为考虑了动力效应，计算精度得以保证，计算结果更接近于实际工况。对CYJ10－3－53HB常规式抽油机进行了编程计算，可知最大应力值较低，表明目前抽油机的设计偏于保守。     

基于SOLIDWORKS和COSMOSWORKS的极板有限元分析

极板的实体建模和有限元分析对其结构优化和性能改进十分重要。文章以微电阻率扫描成像中使用的极板为例,当极板底盖为2．6mm厚时,其最大应力与应变均不满足设计要求。通过增加加强筋后,其最大应力满足了设计要求,这恰好与实际试验结果相一致。与此同时,再适当增加厚度,其安全系数就更高,优化结构明显。通过这一实例说明有限元分析软件在机械设计中所起到的指导作用。     

纳米磁性流体密封性能的有限元分析

密封能力的确定是纳米磁性流体密封在工业应用中首先要解决的问题。针对这一问题,简要分析了影响磁性流体密封性能的磁极结构参数,在正交试验分析的基础上,确定了3个轴径共计96个有限元磁极模型,然后采用有限元方法进行数值计算,得出各个模型的密封压差。通过显著性分析和回归分析,得出计算密封压差的回归公式,并经过实验验证了有限元结果的正确性和回归公式的可靠性。     

双闸板防喷器壳体非线性有限元分析

建立了双闸板防喷器壳体的三维实体模型及力学分析模型,用MSC.Nastran有限元分析软件对壳体进行了承载能力分析,考虑了材料的弹塑性特性,分析了壳体的极限承载能力、多种载荷情况下的应力应变情况及进入塑性状态的载荷和塑性扩展区域,为验证设计的安全性、合理性及进一步改进设计提供了依据。     

隔水管接头密封圈有限元分析

针对海洋石油开采不断向超深水发展,隔水管长度增加导致钻井液压力急剧增大的问题,对隔水管接头密封展开研究。以隔水管接头主管和辅助管线密封圈为研究对象,利用大型有限元分析软件ABAQUS建立其密封有限元模型,对密封圈在不同工作压力下的变形与受力情况进行了分析研究。结果表明,随着工作压力的增加,主管和辅助管线密封圈的接触应力都相应增加,辅助管线密封的应力峰区位置随工作压力的变化而变化;随着工作压力的增加,密封圈的最大剪切应力增大。分析结果可为隔水管接头密封圈的优化设计提供参考。