远海油气转驳技术是我国海洋油气田开采的关键技术之一,但面对极端恶劣海况,超深海平台及核心零部件高可靠性和超长寿命服役仍是世界技术难题,高性能长寿命密封系统与元件是行业的“卡脖子”技术难题,需要从相关基础理论研究、技术开发、工程应用等方面实现全面突破。从油气转驳输送技术、高压密封劣化特性、极端环境密封失效规律研究等3个方面,概述了远海油气转驳装备的高性能密封技术研究进展,并对深远海转驳装备的密封理论、技术研究趋势作出展望。

以聚四氢呋喃二醇为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇为硬段,合成密封件用大型浇注聚氨酯弹性体(CPU)。研究了异氰酸酯指数、原料温度、模具温度及分段浇注间隔时间对分段浇注聚氨酯密封件物性和接口质量的影响。结果表明:CPU分段浇注最佳工艺为异氰酸酯指数1.06,预聚体温度100℃,模具温度100℃,分段浇注间隔时间20 min,得到的聚氨酯密封件性能较好,接口性能良好。

研究O形密封圈在偏心情况下采用二维模型计算接触应力结果的准确度。通过利用有限元分析软件ABAQUS对O形圈的偏心情况进行二维和三维数值仿真分析,针对不同O形圈直径在不同偏心量的情况下分别进行接触应力的二维和三维计算与对比。结果表明:在O形密封圈偏心的情况下,与三维模型相比,二维模型计算的接触应力在最大压缩量处往往偏大,在最小压缩量处往往偏小,且偏心量的增大和O形圈直径的减小均导致二维模型的计算误差增大。对二维模型接触应力计算误差随偏心量和O形圈直径的变化曲线分别进行拟合,得到二维模型接触应力计算误差的预测公式,可用于O形圈二维模型接触应力预测值的修正。