润滑与密封

作者：郑严，蔡午阳，张辞，钟俊宇，顿志强，王龙，钱韦吉

单位：西南石油大学机电工程学院,,西南石油大学机电工程学院,,中国石油新疆油田公司,,西南石油大学机电工程学院,,西南石油大学机电工程学院,,西南石油大学机电工程学院,,西南石油大学机电工程学院,

关键词：静密封性能;O形圈;轴向密封;智能完井;双侧受压

基金：四川省自然科学基金面上项目（2022NSFSC0402）；中海石油（中国）有限公司北京研究中心研发项目（CCL2020CPS0407ZSN； CCL2021RCPS0399RCN）

O形橡胶密封圈结构简单，且具有自密封性能，多用于单侧受压的密封工况。然而在深水智能完井液控滑套的轴向静密封应用中，O形圈则同时承受内部控制压力与外部环境压力。为探究O形圈在双侧压力下的静密封性能，针对井下3 000 m的实际压力环境(环境压力30 MPa)，利用ABAQUS有限元分析软件建立O形圈的有限元模型，分析不同压缩率下内外介质压力相等和内外介质压力存在压差时的O形圈静密封性能。结果表明：当内外压相同时，不同压缩率下O形圈主密封面上的接触应力均大于介质压力，但当压缩率大于23.81%后，Mises应力与剪切应力显著增长；当内压大于外压时，O形圈主密封面上的接触应力仍然大于介质压力，但其有效接触长度显著减小，当压缩率低于23.81%且内外压差为5 MPa时，O形圈主接触面上的有效接触长度占比不足50%，因此应选用使密封圈压缩率为23.81%的沟槽尺寸。设计一款专用实验设备，对压缩率为23.81%的O形圈进行密封性能试验，试验结果表明，该压缩率下的O形圈在承受35 MPa内压与30 MPa的外压时满足密封性能。

来源：2025年第4期

《润滑与密封》期刊编辑部

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