为确保石油修井泥浆泵受压端面密封良好,保障石油修井工程安全进行,依据石油修井泥浆泵工作原理,分析采用上游泵送机械密封方式的密封机理。在此基础上,以泄漏量最小与液膜轴向刚度最大为目标函数,构建泥浆泵受压端面的优化设计模型。通过设定闭合力并启用计算程序,优化由石油修井泥浆泵的结构参数与实际修井工程工况相关参数组成的设计变量,实现受压端面密封结构优化。实际应用表明,在设定闭合力条件下,液膜轴向刚度与槽深呈负相关,且槽深在26μm以下时,泥浆泵的泄漏量相对较小,此时泥浆受压端面的密封性较好。

为提高封隔器的密封功能和使用寿命,设计了一种封隔器用新型密封结构。基于有限元方法和试验研究,开展了常规密封结构和新型密封结构力学分析,结果表明常规密封结构的上胶筒应力变化剧烈,特别在胶筒倒角位置应力最大,上胶筒挤压过度后易发生永久变形;新型密封胶筒应力远小于常规胶筒,且三个胶筒相互挤压变形很小,三个胶筒都在安全范围内工作,且坐封结束后三个胶筒分别与中心管和套管发生较大挤压接触,封隔密封效果较好;通过密封性能和承压