润滑与密封

作者：杨仪伟，张津，何东升，许亮斌

单位：西南石油大学机电工程学院,石油天然气装备技术四川省科技资源共享平台,,宝石机械成都分公司川石油气密封件厂,,西南石油大学机电工程学院,,中海油研究总院有限责任公司,

关键词：井下流量控制阀;径向金属密封;接触力学;塑性变形

基金：“十三五”国家科技重大专项（2016ZX05028001-006）

由于初始过盈量和介质压力的作用，井下流量控制阀径向金属密封唇部的应力和应变梯度变化很大，很容易发生塑性变形。为研究径向金属密封唇部接触力学行为，提出径向金属密封唇部的圆弧结构，基于接触力学建立径向金属密封唇部轴对称结构的圆弧-平面接触模型，得出径向金属密封唇部结构接触力学参数的理论关系式，并基于有限元方法进行验证。径向金属密封唇部接触力学参数的理论解与数值解相符，接触宽度、最大接触应力、初始过盈量和平均接触应力的平均相对误差分别为8.86%、6.96%、8.88%和4.33%，满足工程设计要求。研究表明：径向金属密封唇部的最大接触应力与初始过盈量、径向金属密封唇部径向厚度和轴向厚度成正比，与径向金属密封唇部圆弧半径成反比，因此可通过增加初始过盈量、径向金属密封唇部径向厚度和轴向厚度来增加径向金属密封唇部的最大接触应力。研究结果为井下流量控制阀径向金属密封的设计提供了理论指导。

来源：2022年第10期

《润滑与密封》期刊编辑部

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