基于响应面半铰接式柔性钻杆球面密封结构优化设计

简介

针对柔性钻杆球面密封难的问题,设计了一种适用于柔性钻杆的球面密封结构,通过数值模拟与物理试验验证了密封结构在内压30 MPa、外压24 MPa工况下的可靠性,并基于响应面试验设计方法,建立了密封结构参数与密封性能参数的响应面模型,分析了参数间的交互作用和3个因素的敏感性,其敏感性顺序从大到小为:压缩量、径向过盈量、主密封面宽度。其中优化后模型最大Von Mises应力相比原密封结构模型降低了16.9%,可提高结构的可靠性和寿命。同时通过数值模拟对预测值进行了验证,最大Von Mises应力误差为0.87%,所得结果为柔性钻杆球面密封结构现场应用提供了一定的参考依据。