井下组合动密封波纹管设计及有限元分析

井下导向工具的组合动密封由机械密封、波纹管等组成,其中波纹管起角位移补偿和静密封作用,要求有足够的强度、轴向刚度和角位移补偿能力。根据导向工具的工作环境和空间结构设计角位移补偿波纹管的结构及参数。采用控制变量法对U型波纹管进行刚度计算,得出刚度的变化规律,确定波纹管的最终结构参数,并用有限元方法研究在内压载荷与径向弯曲载荷共同作用下,波纹管的结构参数变化对波纹管性能的影响,验证波纹管最终结构参数的合理性。     

井下工具心轴偏移对机械密封端面变形的影响

基于有限元方法研究了导向钻进时导向工具的心轴产生弯曲变形对机械密封性能的影响,分析了导向钻进时心轴的最大变形状态,计算了在心轴偏转和内压作用下机械密封环端面机械变形程度,研究了密封环变形与压力之间的变化规律。计算结果表明,心轴弯曲对端面变形的影响较小,内压是端面变形的主要原因,不同压力下机械密封端面变形行为基本符合线性变化规律,确定了满足井下工具密封要求所需的介质压力。