离心泵液力轴封及其使用

液力轴封由动密封和静密封组成。泵工作时，动密封螺旋上的液体在离心力和螺纹斜面推力作用下，作与泵内液体外泄方向相反的螺旋运动，阻止泵内液体外泄；停泵时，密封环裙边在液体压力和裙边弹性收缩力作用下，抱紧静环，阻止泵内液体外泄，达到密封目的。使用和计算表明，液力轴封的密封压力大于泵内液体外泄压力时，泵工作正常，否则，密封失效。因此，密封压力应为外泄压力的１．１５倍。与其他密封比较，液力轴封耗能少，仅为盘根密封的５．３％。     

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。     

硬质合金组合密封环的研究

讨论了机械密封用镶嵌式硬质合金组合密封环套合过盈量的计算方法,得出了各种轴径用的过盈量曲线。对合理过盈量进行计算后得出了其使用温度范围和套合加热温度。所得到的δ-d、T使-d和T套-d曲线,对机械密封环的制造和选用都提供了既方便又可靠的方法。     

基于鱼骨图-层次分析法对离心泵泄漏事故致因的研究

离心泵是油库原油输送的主要设备,一旦发生泄漏将造成一定的危害。为了避免事故发生,从近几年发生的离心泵泄漏事故以及相关文献出发,对离心泵泄漏事故进行了定性和定量分析,得出相关结论:在离心泵泄漏事故中,机械密封失效是其主要原因,动、静环失效和固定环转动是导致机械密封失效的主要因素;其次是填料密封失效,填料老化与填料松散是导致填料密封失效的主要因素。依据离心泵泄漏事故安全评价的结果,提出改进建议:对离心泵的进口压力和输送介质的温度进行控制,避免发生汽蚀;加强对泵壳以及轴承等原件的定期检查和及时更换等工作;提高工作人员的专业素养,在操作时充分考虑各种因素的影响。     

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。     

浮动螺旋复合密封装置的理论与试验研究

针对目前油田用于离心泵的密封装置因液体中含有固体颗粒而容易磨损失效的问题 ,设计了浮动螺旋复合密封装置。这种密封装置采用非接触迷宫螺旋密封型式 ,克服了固体颗粒造成的磨损 ;浮动螺旋结构可自动适应密封压力 ,自动补偿螺旋磨损 ,自动适应泵轴串动 ;在离心泵启动、停车和装置过度磨损时 ,内置机械端面密封发挥作用。室内和现场试验表明 ,在现场的密封效果接近于室内试验 ,在密封压力低于 0 2MPa时基本实现了零泄漏 ,经数千小时的试验 ,未发生任何故障 ,密封效果良好     

压缩机干气密封进油原因分析及对策

压缩机干气密封进油后,其油膜会吸收干气密封动、静环端面间产生的摩擦量引起持续升温,进而导致动、静环过热而损坏,因此有必要弄清进油的原因。文章根据干气密封进油的各种可能因素,结合事故现象,对原因进行了分析、排查,发现润滑油压力过高,隔离气效果变差是造成油进入干气密封的根本原因。对润滑油总管压力及压缩机推力瓦、机组径向瓦油压进行了全面调节,并尝试对进油干气密封进行吹扫而非检修更换获得成功,同时在管理上提出了相应防范措施。     

流体动压径向密封及其在石油机械中的应用

常规径向动密封干摩擦时磨损快且发热严重 ;边界摩擦时会出现物理化学吸附膜 ,从而导致密封失效。为此 ,介绍应用流体动压效应研制的新型流体动压径向密封的机理及其发展历程。在 5种典型石油矿场机械中的应用情况表明 ,流体动压径向密封的最高密封压力达5 2 5MPa ,最高工作转速达 6 0 0r/min ,特别适用于结构空间有限、磨砺性较强的恶劣工作场合 ,值得在国内石油矿场机械中大力推广应用     

螺杆泵定子与转子的接触分析

用有限元方法对螺杆泵在不同压力作用下的变形、受力及接触情况进行了分析研究，建立了螺杆泵的二维有限元模型，得出了在相应情况下螺杆泵定子橡胶的应力分布和螺杆泵定子与转子的接触压力。结果表明，由于过盈量的存在使螺杆泵定子和转子之间产生接触压力，从而实现螺杆泵的密封；当有均匀压力作用时，接触压力减小，使密封能力降低；当有压差作用时，压差使定子橡胶发生较大的变形，定子与转子的接触压力增加，密封能力增强。     

变工况时气液两相机械密封端面动压实验分析

在理论分析变工况时机械密封动环密封圈摩擦力和比压的变化 ,以及端面轴向力平衡变化的基础上 ,采用 1GX70非平衡型机械密封 ,在实验室模拟变工况条件下开展了气液两相机械密封端面动压实验。实验结果表明 ,变工况时处于气液两相的机械密封 ,因端面间液膜闪蒸而导致端面开启 ,动、静环不再平行 ,动环密封圈摩擦力增大 ,动环追随性遭破坏致使密封失效 ;机械密封的动压膜压沿收敛间隙呈正弦分布 ,计算变工况密封开启力时不但要考虑密封端面闪蒸造成沸腾区压力的影响 ,还要考虑动压的影响     

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。     

Kalsi型流体动压密封结构及其接触性质研究

流体动压径向密封是利用流体动压效应研制的新型径向动密封结构, 其典型产品Kalsi型流体动压密封已在国外石油机械中获得了成功应用。在分析该密封结构和机理的基础上, 提出了“软弹流”数值迭代研究方法, 并采用MSC Marc软件对影响密封性能的重要因素———轴向接触压力进行了分析, 探讨了结构、材料、初装配条件在Kalsi密封应用中的作用, 为深入开展理论研究和进行密封圈的研制奠定了基础。     

材料自密封机理与法兰连接用有缚密封环

泊松比既是材料的液性指数又是材料的不可压缩性指数,泊松比值越接近0.5的固体材料,其液性和不可压缩性越好。密封环的自密封在于将环柱面上的介质压力正交转换为环端面上的密封应力。因此,一切软固体材料密封环,都可通过一个环高变形补偿角,将其随环柱面压力的环高变形补偿到泊松比为0.5的液体的受压正交变形程度,而按自密封工作。     

钢管水压试验机大间隙密封原理及应用

为了提高钢管水压试验的工作效率,延长水压试验中密封系统的使用寿命,设计了一种组合式大间隙径向密封。该大间隙密封由聚氨酯支撑胶环,扇形块和L形块组成。介绍了大间隙径向密封的设计原理,分析了影响大间隙密封使用寿命的因素,并给出了相应的解决措施。实际使用结果表明,该组合式大间隙径向密封有效地满足了油套管高压力水压试验机的技术要求,现场使用寿命超过了3 500次,具有不损伤钢管、节奏快等优点。     

油井管接头密封方法及机理综述

高温高压天然气井的管柱密封性至今无法完全保障。油井管最常用的四种密封方法是螺纹密封、台肩密封、弹性密封环密封和金属接触密封。大部分特殊螺纹接头采用金属接触密封,密封面接触压力决定了密封能力。正确的金属接触密封会显示出一种压力激发效应。将密封面设计在远离螺纹端部的位置,螺纹端部刚性增强了密封接触力。金属接触密封的泄漏概率为10^-2,泄漏速度取决于密封面的接触应力宽度、粗糙度、损伤程度、密封脂、涂层等。特殊螺纹接头在振动后,即使产生疲劳裂纹,也不发生泄漏。一些接头台肩刻槽后作密封性试验,结果发生泄漏。很多气井管柱扭矩台肩发生了腐蚀,证明金属接触密封存在泄漏通道,即扭矩台肩起密封作用。接触压应力设计法无法完全解决特殊螺纹接头的密封问题,发展全新的设计理论和制造技术,是保障特殊螺纹接头密封性的重要发展方向。     

磁记忆信号用于高压金属密封的密封性检测

为了实现金属密封圈密封状态的在线检测和早期诊断,采用金属磁记忆检测技术监测法兰螺栓所受应力。法兰受内压作用时,金属密封圈弹性变形量发生改变,从而使螺栓所受应力发生改变,因此可由螺栓所受应力判断金属密封的密封状态。磁记忆检测结果分析表明,金属密封环的密封性与螺栓应力状态相关联,可通过检测螺栓应力状态反映金属密封环的密封性;便携式磁记忆监测装置可以很好地同时监测法兰盘上多个螺栓的应力状态,进而实现对密封圈密封状态的快速在线检测。通过对磁记忆检测结果的分析,结合螺栓应力状态与金属密封性之间的关系,得到了高压金属密封密封性失效的磁记忆判定准则。     

加有单侧挡圈的O形密封圈有限元分析

借助于有限元软件MSC．MARC建立了某推进系统密封结构中辅助密封圈的二维轴对称模型,分析了该结构在安装和使用时的接触变形、接触面上的接触应力分布等,并与实际工况及前期的研究成果进行了对比。初步确定了O形密封圈及挡圈的易失效区域,验证了其接触面上的接触应力随介质压力的增加而增加的结论。研究结果表明,加有单侧挡圈的。形密封圈不但密封性能好,而且能有效防止密封圈的挤出。此分析可为承受高压的辅助密封圈的结构优化设计提供一些理论基础。     

钢管水压机放气阀结构的改进与应用

API SPEC 5L标准和客户技术条件均要求对每根油气输送钢管进行静水压试验,且在焊缝和管体上不得渗漏。钢管水压机是钢管静水压试验的关键设备,放气阀是水压机的关键部件之一。针对放气阀使用中存在密封不严等问题,分析了放气阀密封不严的原因,并改进了原来的设计结构,将原来的锥面密封改为Y形密封圈进行径向密封。改进后放气阀密封性良好,密封圈使用寿命增长,降低了钢管静水压试验错检误报的几率以及加工和装配成本,提高了机组的作业率。