润滑与密封

作者：余楚翊，冯定，侯灵霞，张红，孙巧雷

单位：1长江大学机械工程学院，湖北荆州 434023,,1长江大学机械工程学院，湖北荆州 434023,,1长江大学机械工程学院，湖北荆州 434023,,1长江大学机械工程学院，湖北荆州 434023,,1长江大学机械工程学院，湖北荆州 434023;2中海石油（中国）有限公司湛江分公司， 广东湛江 524057,

关键词：压缩式封隔器;双胶筒;密封性能;响应面法;β-NiTi合金材料

基金：湖北省技术创新专项（重大项目）（2019AAA010）

为解决常规橡胶封隔器在压裂工况下适用性不足的问题，提出一种可适用于深井高温高压工况的双胶筒封隔器结构，探究材料和结构参数对双胶筒密封性能的影响规律。基于虚功原理，结合二阶Yeoh模型超弹性材料模型的本构方程，构建双胶筒密封有限元模型，研究防突环金属材料、双胶筒高度和厚度等结构参数对密封性能的影响。采用响应面法分析结构参数对密封性能的影响程度，并对结构参数进行优化。结果表明：相较于常规的金属材料黄铜，β-NiTi合金材料具有更高的承载能力和可恢复形变能力；随着胶筒高度的增大，接触应力和等效应力随之减小；随着胶筒倾角的增大，接触应力和等效应力先增大后减小；随着胶筒厚度的增加，接触应力先增大后降低。这表明结构参数的改变导致压环与胶筒结构间力的传递发生改变，且胶筒厚度和高度对密封性能的影响最为显著。室内试验验证了优化后的胶筒密封性能，研究成果旨在为双胶筒设计提供理论依据和方法指导。

来源：2026年第5期

《润滑与密封》期刊编辑部

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