S密封是为满足石油天然气行业的高温、高压和复杂的流体介质工况而专门设计的一类特殊密封圈。为研究S密封的结构强度和密封性能,建立S密封圈二维轴对称模型,仿真研究其在安装工况和作业工况下压缩量、介质压力和温度载荷对密封面结构强度和密封性能的影响规律。结果表明:在安装工况时, S密封圈弹性体最大等效应力和最大剪切应力出现在密封圈内部中心位置,最大等效应力分布呈轴向对称;在作业工况时,最大等效应力和最大剪切应力在中间靠近间隙位置;随着外过盈量和介质压力增大,弹性体最大等效应力和内外接触应力均呈现增大趋势;温度增加时,最大等效应力和内外最大接触应力均增加,但最大等效应力增加趋势较小。研究结果为S密封圈的性能和强度优化研究提供理论支撑。

为研究MEC密封圈结构对密封性能和结构强度的影响,以油管悬挂器MEC非金属密封为研究对象,在分析密封圈的结构与原理的基础上,考虑工作压力、安装方式和密封圈内、外过盈量的情况下,基于刚柔接触模型,建立MEC密封有限元仿真计算模型;利用单因素敏感性分析方法,研究密封圈各结构参数对密封性能和结构强度的影响。结果表明:MEC密封工作时,整体最大应力出现在金属端帽压弯根部,弹性体的最大应力出现在内侧接触部位;弹性体的最大接触应力分布呈现中部向两端逐渐减小的规律,并且变化近似对称;MEC密封的橡胶内侧长度、圆弧半径和金属端帽厚度对强度影响较大,随着内侧长度增大,最大等效应力减小,随着圆弧半径、金属端帽厚度增大,等效应力呈增大趋势;MEC密封的接触面倾斜角度、弹性体圆弧半径对弹性体接触应力有较大影响,随着金属端帽接触面倾...