深水大直径连接器双重密封设计.pdf

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1、2014年3月润滑与密封Mar．2014第39卷第3期LUBRICATIONENGINEERINGVol_39No．3DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．03．023深水大直径连接器双重密封设计彭飞段梦兰王金龙范晓汤珂肖玄李博(1．中国石油大学(北京)海洋油气研究中心北京102249；2．中海石油研究总院北京10o027)摘要：设计一种适用于1500m水深，油气压力为34．5MPa的304．8inm管道的连接器锁紧机构的透镜式密封件。该密封件由透镜密封和0型圈密封双重密封组成，具有良好的对中性，可降低毂座法兰的预紧所需的轴向预紧力(减小毂

2、座法兰的尺寸)，具有一定的温度补偿能力，适应U级温度(一18—121℃)的工作环境。利用双重密封之间的间隙，设计密封性能测试方案。建立密封件实际模型并对其进行有限元分析，评估密封效果，验证双重密封的合理性和可行性，为样机设计提供理论依据。关键词：透镜密封；O型圈；双重密封；温度补偿；密封性能中图分类号：TB42文献标识码：A文章编号：0254—0150(2014)3—105—5DesignofDoubleSealsofDeep-waterLargeDiameterConnectorPengFeiDuanMenglanWangJinlongFanXiaoTangKeXia

3、oXuanLiBo(1．OffshoreOilandGasResearchCenter，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China；2．CNOOCResearchInstitute，Beijing100027，China)Abstract：Akindoflenstypesealwasdesigned，whichwasapplicabletothelockingmechanismoftheconnectorof304．8mmpipesthatworkedintheconditionof1500mdepthofwater，o

4、ilandgaspressureof34．5MPa．Thesealiscomposedofdoubleseals，thelenssealandO-ring，whichiseasytokeepinthesamecenterline，canreducetheaxialpre—tighteningforceofthehubflangeof(toreducethesizeofthehubflange)，andhasacertainabilitytotemperaturecom—pensationandisadaptedtoUlevel(·18oCto121cI=)tempera

5、tureofworkingenvironment．Thesealingtestschemewasdesignedthroughthegapbetweendoubleseals．Therealmodelofthesealwasestablishedandthefiniteelementanalysiswascarriedouttoevaluatethesealingeffect．Thefeasibilityofthelenstypesealisverified，whichprovidesanimportanttheoreticalbasisfortheprototyped

6、esign．Keywords：lensseal；O—ring；doubleseals；temperaturecompensation；sealingproperty深水连接器是连接海底油气管线和跨接管的一种121℃)温度的工作环境。因此，该大直径的密封件必须的水下连接设备，随着我国的油气开发走向海洋要求具有良好的对中性，且毂座法兰的轴向预紧力并逐步走向深海，水下管汇连接器将有广阔的市场应小，并具有一定的温度补偿能力。然而，对于在深水用前景u。目前我国深水油气的开发技术刚刚起高压、腐蚀条件下安装和服役的大直径的密封件，如步，锁紧技术还属空白。作为连接器的关键部件，锁何保证

7、良好的对中性，如何降低毂座法兰的轴向预紧紧机构的密封可靠性至关重要。力(减小毂座法兰的尺寸)，如何使密封件具备一定某深水连接器锁紧机构密封件的设计要求是，能的温度补偿能力及如何设置密封性测试方案等都是亟对1500m水深、油气压力为34．5MPa的、直径为待解决的技术难题。304．8mm的管道进行密封，同时适应u级(一18～透镜密封的密封面为球面，对中性好，密封时接触为狭窄环带，需要的预紧力小，因而满足深水大直}基金项目：国家重大科技专项(2011ZX05026-03-02)．径密封件的对中性和减小毂座轴向预紧力的要收稿日期：2013—08