润滑与密封

作者：纪佳馨，杨志康，张帆，陈升山，王跃明，郭飞

单位：中国石油大学（华东）机电工程学院,,中国石油大学（华东）机电工程学院,,清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室,,清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室,,北京清蓝新科密封技术有限公司,,清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室,

关键词：弹簧蓄能密封; 弹簧等效; 双唇结构; 泄漏量;石油井安全阀

基金：国家重点研发计划项目（2021YFB3400601）

为研究一种适用于超高压石油井安全阀用密封圈，设计一种适用于做往复运动的弹簧蓄能密封圈结构方案，并分析密封圈唇口结构对密封性能的影响规律。通过构建V形等效弹簧建立二维轴对称模型，借助ABAQUS有限元仿真软件分析不同唇口结构的接触应力状态；以泄漏量为指标，评价单唇和双唇在介质压力35、70、105 MPa和相对运动速度4~8 mm/s下的密封性能；并在双唇口结构优化的基础上，分析唇口角度和唇口间距对密封性能的影响规律。结果表明：在70 MPa介质压力以下，单/双唇结构的密封性能随介质压力变化的趋势相同，随着介质压力逐渐升高，双唇结构的优势逐渐明显；双唇优化后，唇口角度和唇口间距仅对唇口局部接触压力分布有影响，对密封性能的影响十分有限；相对运动速度对2种结构的密封性能影响具有相同的规律；双唇结构密封性能整体比单唇结构提高约25%。

来源：2024年第8期

《润滑与密封》期刊编辑部

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