润滑与密封

作者：张耀明，王春生，马俊原，魏军会，周涛涛，赵密锋

单位：中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司；中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心；新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心；中国石油塔里木油田分公司,,中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司；中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心；新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心；中国石油塔里木油田分公司,,中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院；应急管理部油气生产安全与应急技术重点实验室,,中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司；中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心；新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心；中国石油塔里木油田分公司；中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院；应急管理部油气生产安全与应急技术重点实验室,,中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院；应急管理部油气生产安全与应急技术重点实验室,,中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司；中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心；新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心；中国石油塔里木油田分公司,

关键词：O形橡胶圈;高压采气井口;Kriging代理模型;可靠性分析;主动学习

基金：中国石油塔里木油田公司项目 （201023063206）；国家自然科学基金青年基金项目（72301294）；中国石油大学（北京）科研启动基金项目（2462023BJRC016）；北京市科协青年人才托举工程项目（BYESS2023323）

由于制造公差、载荷波动、材料特性等，在实际工程中O形圈的相关设计参数往往不再是一个确定值，可能在一定的范围内波动。考虑不确定性因素对O形圈密封性能的影响，提出基于主动学习Kriging模型的可靠性分析方法，用于高压采气井口O形橡胶密封圈密封性能的可靠性分析。以高压采气井口某O形橡胶密封圈为分析对象，建立密封可靠性功能函数；使用Python进行Abaqus的二次开发仿真，将制造公差、载荷波动带来的不确定性纳入密封性能计算过程，并基于自适应性Kriging与Monte Carlo法相结合的方法（AK-MCS）,对该O形橡胶密封圈的密封可靠性进行分析。结果表明：在考虑制造公差与载荷波动的情况下，该O形橡胶密封圈由于最大Mises应力导致的失效概率为0.013%；凹槽深度、槽棱圆角半径、内压对密封圈的最大Mises应力有着较大影响，其中内压、槽棱圆角半径与最大Mises应力呈正相关关系，凹槽深度与最大Mises应力呈负相关关系；最大接触应力导致的失效概率为0，凹槽深度对密封圈的最大接触应力有较大影响。使用基于主动学习Kriging模型的高压采气井口O形橡胶密封圈密封可靠性分析方法，可评估与O形橡胶密封圈相配合部件的危险结构与密封圈密封失效概率，为实际工程提供指导。

来源：2025年第8期

《润滑与密封》期刊编辑部

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