润滑与密封

作者：王 凯，曹宇光，孙永泰，史永晋，杨 光

单位：中国石油大学（华东），山东省油气储运安全重点实验室,,中国石油大学（华东），山东省油气储运安全重点实验室,,中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,,中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,,胜利油田海洋采油厂海底管道管理中心,

关键词：海底管道连接器;O形金属密封环;压缩回弹量;接触应力

基金：国家重点研发计划项目（2016YFC0802105;2016YFC0802306）

海底管道连接器中金属密封环需具备良好的回弹特性并提供稳定可靠的接触载荷，才能保证有效密封。而对于复杂的非线性结构，因不能预知密封环预紧安装后的形变，针对其进行理论计算难度大且易产生误差。为研究连接器中金属密封环的接触性能和回弹性能，借助有限元软件Abaqus建立连接器中密封结构的二维轴对称模型，分析初始压缩率对不同径厚比密封环密封性能的影响。以密封环应力状态、压缩回弹量、接触应力依次表征其损伤情况、回弹特性及密封可靠性，并结合三者与初始压缩率的关系，确定预紧安装过程中压缩率的可行性区间。结果表明：密封环损伤易发生于密封环椭圆截面长半轴端点两侧；随着初始压缩率增大，压缩回弹量先增大后减小，薄壁密封环的回弹性能优于同外径的厚壁密封环；薄壁密封环对应初始压缩率的可行性区间远大于同外径的厚壁密封环，证明薄壁密封环密封性能优于厚壁密封环。该结论为密封环选型及预紧安装提供了相关依据。

来源：2020年第8期

《润滑与密封》期刊编辑部

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