润滑与密封

作者：侯勇俊，都磊，张芳芳，蒲宗珉，席建秋

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,,宏华集团,,宏华集团,,宝鸡石油机械有限公司成都装备制造公司,

关键词：流-固耦合;活塞缸套;钻井泵;垫圈;密封性能

基金：四川省科技计划重点研发项目(2020YFG0260)

现有的关于钻井泵活塞皮碗受力情况的相关研究，大多忽略了钻井泵工作过程中活塞缸套与钻井液的流-固耦合作用，得出的结论与实际的受力特性有一定的差别。为研究活塞皮碗的受力情况，通过建立活塞缸套的有限元模型，采用流-固耦合方法来模拟活塞缸套受力特性，同时探讨皮碗过盈量以及唇角尺寸对其密封性能的影响。仿真结果表明：缸套与皮碗接触面之间受力变化规律与缸套内压力变化规律相似；在最大工作压力作用下，缸套内表面和垫圈表面与皮碗接触部位等效应力都较大，但相较于缸套和垫圈，皮碗是活塞密封中最易失效的部件；皮碗的应力主要集中在活塞皮碗的唇部及根部与垫圈接触处，而这也是皮碗易发生失效的2个部位；当皮碗过盈量大于1.0 mm，唇角大于15°时，皮碗唇部会产生向心效应，进而影响皮碗的密封性能。

来源：2022年第9期

《润滑与密封》期刊编辑部

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