润滑与密封

作者：李富平，梁晓阳，郭连超，王信鹏，柏林清，谷磊

单位：中国石化石油工程技术研究院；德州大陆架石油工程技术有限公司,,中国石化石油工程技术研究院；德州大陆架石油工程技术有限公司,,中国石化石油工程技术研究院；德州大陆架石油工程技术有限公司,,中国石化石油工程技术研究院；德州大陆架石油工程技术有限公司,,青岛理工大学机械与汽车工程学院,,中国石化石油工程技术研究院；德州大陆架石油工程技术有限公司,

关键词：金属密封;滑动密封;接触应力;预紧力;密封性能

为解决石油钻完井领域中井下工具橡塑密封件在高温、高压及复杂介质环境下耐久性不足的问题，提出一 种基于金属微凸起结构的滑动密封技术。该密封由带有金属凸起的活塞和金属套筒组成密封副，活塞凸起与金属套筒 间过盈配合，利用微凸体挤压变形达到密封效果。对金属微凸起滑动密封技术进行理论分析与试验研究，分析过盈 量、微凸起形状以及配副材料对最大接触应力、最大 Mises 应力及预紧力的影响。结果表明：过盈量是影响密封性能 的主要因素，随着过盈量的增加，最大接触应力、最大 Mises 应力和预紧力明显增加，当过盈量为 0. 1～0. 15 mm 时密 封性能最佳；与过盈量相比，凸起形状和活塞套筒材料对密封性能的影响较小。为降低密封副安装过程中的磨损失 效，以较小的预紧力与最大接触应力比值为优选准则，通过正交试验优选出最佳的密封配副尺寸和配副材料并进行密 封性能试验。优选后的金属密封配副在 120 ℃下的最大密封压力不低于 105 MPa，满足密封要求。该研究为高苛刻工况 下钻完井工具密封提供了一种新型金属密封解决方案。

来源：2026年第1期

《润滑与密封》期刊编辑部

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