油管悬挂器K形金属环密封特性模拟分析

简介

为研究自紧式金属密封环的最佳预压缩量及其密封性能受工作介质压力和温度载荷变化的影响规律,以一种油管悬挂器K形金属密封环为例,利用Workbench软件建立了水下采油树油管悬挂器出油口处的K形密封环有限元模型并进行分析。研究结果表明:K形密封环在下放安装工况和生产工况均能保持良好的密封性能;安装工况下K形密封环最佳预压缩量范围的下限由其进入塑性阶段时的压缩量作为评判指标,上限由压缩量对塑性变形面积、 接触宽度和接触应力的影响共同判定;随着生产工况介质压力的升高,K形密封环实现自紧密封且接触应力显著提高,同时K形密封环的最大Mises应力始终小于材料的强度极限,保证了密封整体结构的完整性。研究结果可为K形密封环的结构设计及优化提供基础,并为类似异形金属密封件的参数设计提供依据。