水下采油树油管悬挂器密封性能分析.pdf

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1、2015年3月润滑与密封Mar．2015第40卷第3期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．40No．3DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．03．007水下采油树油管悬挂器密封性能分析张凯刘健邓平肖文生(1。中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580：2．宝鸡石油机械成都研究中心四川成都610091)摘要：以水下采油树油管悬挂器密封结构为研究对象，建立金属密封圈凸缘处的接触面为半圆形接触面(密封I)和倾斜接触面(密封Ⅱ)2种形式的力学模型，利用ABAQUS软件建立其有限元

2、模型，分析过盈量、压力和温度对金属密封圈最大Mises应力和最大接触应力的影响及不同过盈量时接触应力在接触宽度上的分布。结果表明：密封I的最大Mises应力和最大接触应力都随着过盈量、工作压力和温度的增加而增加．而密封Ⅱ的最大Mises应力和最大接触应力呈现不同的变化趋势；密封I能够提供较大的接触应力，具有很强的密封能力，但密封宽度相对较小；一定的过盈量时，密封Ⅱ能达到较大接触宽度．保证良好的密封性能。关键词：采油树；油管悬挂器；密封；Mises应力；接触应力中图分类号：TE952文献标志码：A文章编号：0254—0150(2

3、015)3-030—5SealingPerformanceAnalysisofSubseaChristmasTreeTubingHangerZhangKaiLiuJianDengPing。XiaoWensheng(1．CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，QingdaoShandong266580，China；2．BaojiOilfieldMachineryChengduResearchCenter，ChengduSichu

4、an610091，China)Abstract：WiththeSubseatreetubinghangersealstructureasstudyobject，themechanicalmodelsofthemetalsealsinsemicircularcontactsurfaee(SealI)andslatcontactsurface(SealH)wereestablished，andthefiniteelementmodelwereestablishedbyusingABAQUSsoftwaretoanalyzethei

5、mpactoftheamountofinterference，thepressure。andtemperatureonthemaximumMisesstressandmaximumcontactstressofmetalring，andthedistributionofthecontactstressonthecon—tactwidthatdifferentamountofinterfeFence．Theresultsshowthat，withtheincreaseoftheamountofinterference，thewo

6、rkpressureandtemperaturetheSealI’SmaximumMisesstressandmaximumcontactstressareincreased，andthesealH’SmaximumMisesstressandmaximumcontactstresschangesindifferenttendency．TheSealIhaslargercontactstressandstrongsealingability，butitscontactwidthisrelativelynarrow．Inacer

7、tainamountofinterference，SeallIprovideslargecontactwidthtoensuregoodsealingperformance．Keywords：subseachristmastree；tubinghanger；sealing；Misesstress；contactstress水下采油树油管悬挂器密封结构的关键功能是密一定的研究．Kelly和THeiss_2分析了水下井口头采油封采油树或套管头与油管悬挂器之间的环形空隙u。树系统的密封机制以及不同类型的选择，为密封方案油管悬挂器的密

8、封性能直接关系到水下井口采油树系设计提供了指导。Adam和Gariepy3研究了金属密封统的可靠性，若发生密封失效，则会导致原油和作业的相关特性。并对比分析了金属密封和弹性体密封的过程注入的化学试剂的泄漏，引发严重的环境污染。特点。Cao等_4对水下井口金属密封结构进行了设计