润滑与密封

作者：刘成宇，李纯金，姜涛，许宏锐

单位：江苏科技大学机械工程学院,,江苏科技大学机械工程学院,,江苏科技大学机械工程学院,,江苏科技大学机械工程学院,

关键词：封隔器;高温高压;超弹性金属;金属密封件;接触应力;密封性能

基金：江苏省科技计划项目（BY2016073-03）

针对目前油气田超高温高压井的恶劣工况条件，采用NiTiHf高温超弹性合金材料替代橡胶材料设计一种封隔器新型金属密封件。通过高温压缩试验研究NiTiHf合金高温超弹性本构模型参数，运用ABAQUS软件建立高温高压下V形密封件及其组件的数值模型，探究坐封载荷、温度和结构参数对V形金属密封件密封性能的影响规律。结果表明：坐封载荷是影响密封件密封性能的重要因素，在保证密封件结构强度的情况下应尽量增大坐封载荷；采用NiTiHf密封件的封隔器能够承受209 ℃高温、130 MPa压差，满足高温高压井下密封要求，但随着温度的升高，密封件的承载能力大大降低；增大密封面曲率半径可以有效地减小密封面泄漏，提高密封件的密封性能；开口角度决定了密封件与套管之间的间隙，为确保封隔器能够安全插入套管中，应选择较大的开口角度。该研究为高温高压井下封隔器的金属密封结构设计提供了参考。

来源：2025年第4期

《润滑与密封》期刊编辑部

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