可溶球座压裂后无需钻除作业,可自行溶解而实现井眼全通径,已成为致密油气水平井分段体积压裂的关键工具。可溶球座密封环的密封性能决定着水平井压裂作业的成败,因此开展了密封环密封性能的仿真分析及其结构优化研究。分析了可溶球座密封环的工作原理,运用有限元仿真方法分析了其密封性能。结果表明,坐封完成后密封环所受最大应力达到182.26 MPa,存在局部破坏的风险。进行了密封环材料和结构的优化设计,分析了各结构参数对密封性能的影响。优化后可溶球座能在50 kN坐封力的作用下安全坐封,密封环与套管内壁和滑动体的最大接触应力均大于压裂液压力,且接触应力分布较为均匀,满足密封要求。密封环结构优化后,可溶球座的密封和安全性能得到了提高。研究结果可为可溶球座密封环结构的改进提供参考。

文章介绍了某阀门的结构以及受力特点,从密封环受力分析的角度出发,对密封环的结构进行优化分析,得出了2种优化结构。基于密封环材料的弹塑性力学特性,研究了应变硬化指数对本构性能以及接触压力的影响,并分析了应变硬化指数对密封接触压力的影响。结果表明,有限元分析结果与理论分析的高接触应力区域位置基本一致,2种优化结构均能有效提高密封环密封接触压力。机组运行结果表明:密封结构优化后,轴封母管温度显著降低,密封效果与分析结果基本一致。

海上平台所用注水泵由于长期服役,导致注水泵出口叶轮环磨损严重,出现腐蚀断裂现象,通过对渤海海上平台的注水泵密封环进行拆解,发现腐蚀部位均发生在固定螺丝处;本文从理化性能及腐蚀因素方面对注水泵密封环腐蚀原因进行了全面分析。

密封环是离心泵叶轮密封的常用部件,主要作用是防止内泄漏以及保护泵壳和叶轮。在泵的运行过程中密封环磨损是不可避免的,磨损后密封环间隙的变化对泵的性能参数和运行效率都会产生影响,严重的密封环磨损可能导致流量严重不足和超载等意外事故。而离心泵的性能参数变化在装置中就体现在工作点的变化。因此,研究如何利用离心泵的工作点变化也即性能参数的变化来诊断离心泵叶轮密封环磨损故障,对提高离心泵的运行效率,保证安全运行具有重要意义。

机械密封的性能对海洋核心设备海底混输泵的热控效率以及稳定运行有着重要影响。针对混输泵工作状态与机械密封服役环境,建立密封环-液膜多体结构三维模型,考虑热效应、力效应和流体效应等多场协同作用,利用热流固耦合数值仿真技术,研究密封环-液膜多体结构在模拟实际工况下的性能变化规律,得到密封环-液膜多体结构在不同工况下的润滑特性、力学特性以及温度特性。结果表明:在密封环-液膜的多体结构中,密封环最大变形量和最高温度都出现在螺旋槽区域;随转速和压力的增加密封开启力和泄漏量增加,但转速的影响明显大于压力;压力对应力的影响明显大于转速,特别是在压力超过6 MPa后密封端面的接触压力较为不均匀;由于对流换热和气流黏性剪切影响,转速对密封端面温度影响大于压力,尤其在500 r/min低转速区域,密封环-液膜结构的温度突破了...

密封环端面温度是影响静压式干气密封性能的重要因素,可以直接表征密封的工作状态。采用有限元分析软件,通过求解传热方程的方法,建立静压式干气密封环的温度场分析模型,分析异常接触条件下与正常工作条件下密封环端面的温度分布及特点。结果发现:异常接触条件下的密封环端面温度比正常工况条件下高约76.6%;膜厚增加会使密封环端面温度小幅下降,转速增加会使密封环端面温度大幅升高;腔体压力升高会使端面温度小幅下降,腔体温度升高也会使端面与腔内温差增大。分析温度场对密封性能的影响,发现随着温度的增加,密封开启力缓慢增加,而泄漏量和刚度均有所下降。提出通过温度监测的方式对密封运行状态进行实时监控的方法,并通过试验验证了该方法的可行性。