摘要：针对油页岩、页岩油、重质油和富油煤等非常规油气资源采用地下原位改质技术开采,井下存在高温、高压和腐蚀环境,常规封隔器及其密封不能满足工程要求的问题,设计了一种芯轴式金属对金属密封的井下封隔器,密封副采用耐高温和腐蚀的Inconel 625材料,其中密封座采用金属陶瓷涂层结构。进行了封隔器坐封密封原理试验。试验结果表明,封隔器能在油套大环空间隙形成密封,且密封能力随着坐封载荷的增加而增大。基于密封接触能原理,应用ANSYS软件模拟了井下封隔器的密封性能,并对其影响因素进行研究。研究结果表明:涂层厚度和涂层弹性模量对密封能力影响不显著;芯轴密封面椭圆率和过盈量对密封能力影响较大,起决定性作用。基于密封副高温、持久载荷作用下许用应力低和密封能力评价指标,给出了密封结构参数设计方案,密封座涂层材料为Cr_(3)C_(2)-NiCr,涂层弹性模量250 GPa,涂层厚度为0.3 mm,椭圆率为,过盈量为0.02 mm。研究结果可为高温、高压、腐蚀环境下封隔器的开发和应用提供理论指导。

摘要：为了避免芯轴式套管悬挂器密封失效,根据芯轴式套管悬挂器的结构及密封工作原理,设计了一种新型的金属密封结构。建立了芯轴式悬挂器密封性能有限元模型,研究了不同顶丝压力和套管悬重对密封锥面变形及接触压力的影响。结果表明:随顶丝推力的增加,上、下密封锥面上平均接触压力都增加,有利于实现密封;随套管悬重的增加,上密封锥平均接触压力增加,下密封锥平均接触压力减小,除下内锥面外,均能满足密封要求。研究结果可为芯轴式悬挂器密封部位的结构设计提供参考。

摘要：航空发动机因其设计制造难度非常大而被誉为现代工业"皇冠上的明珠",高温合金是制造航空发动机热端部件的核心关键材料,被誉为"空天基石",其技术和产业化水平代表着一个国家的科技实力.金属密封广泛分布于航空发动机燃烧室、涡轮等核心部位,用于防止高温高压燃气等介质泄漏,是保障发动机推力和安全运行的关键零件.

摘要：液体火箭发动机金属密封结构工作在严苛的力热耦合环境中,其循环应力-应变行为和棘轮应变累积效应会显著影响密封环的回弹能力和疲劳寿命。基于统一黏塑性理论对其循环使用过程进行数值研究,采用Chaboche非线性随动硬化和饱和型各向同性硬化模型共同描述密封环基体材料的循环力学行为,分析了密封环经历8次循环使用过程中主副密封唇宏观接触合力的演化规律和局部塑性应变累积部位的损伤进程。结果表明:副密封经历循环力热载荷作用后,由于叠加了显著的棘轮应变,残余塑性应变和累积塑性应变远高于主密封,导致其回弹能力衰减快于主密封且疲劳寿命短于主密封,在重复使用过程中不能发挥冗余设计作用。此外,提高的介质压力和预紧力不足均会导致塑性应变的加速累积,进而影响密封环的循环压缩回弹性能和疲劳寿命,应在装配过程中注意控制预紧力。

摘要：针对常规悬挂器密封坐挂位置难以判断和密封结构的缺陷问题,对常规套管悬挂器密封结构进行力学计算,研究常规密封结构中接触面的密封宽度和接触压力的影响因素,并对其工作力学机制以及密封结构进行仿真模拟研究,找出现有密封结构存在的问题,并基于椭圆金属密封结构设计理念,结合现有结构的金属密封结构件,进行多种方案设计研究,开发一种锥形多曲面椭圆型全金属密封结构的大通径芯轴式套管悬挂器,并通过室内高压气密封试验证明所设计的金属密封结构的可靠性,为全金属芯轴悬挂器在现场应用奠定了基础。

摘要：针对液体火箭发动机大直径高温高压轻量化法兰变形量大导致密封泄漏的问题,采用Walters法结合三维仿真实验对法兰变形进行分析,阐明了法兰变形量及U-E金属主/副密封面密封比压变化,通过法兰变形量对U-E主/副密封之间的高度进行匹配设计;对于U-E密封复杂横截面多结构参数,设计正交实验,结合法兰变形量,系统开展了U-E金属主/副密封设计。结果表明:法兰变形导致压缩量减小,密封回弹量增大,可导致U-E结构的密封比压不足;通过增加压缩量,增加U-E主/副密封高度差,U-E密封正交试验的结构优化,有效地解决了法兰变形下的密封比压不足问题。对优化后的结构进行重复充泄压试验,试验结果均满足要求。

摘要：密封是危险品包装容器设计中的重要环节,合理确定密封结构设计参数是实现可靠密封的前提。基于有限元仿真,通过单因素数值试验分析,确定满足密封判据的刀口金属密封结构设计参数取值范围。采用均匀设计建立以设计参数为变量,有效密封面宽及最大接触压力为响应的二阶响应面模型,针对设计参数的扰动,结合多目标优化方法,在优化模型上增加表征目标函数稳健性的灵敏度附加项,并对约束条件进行稳健可行性调整,通过求解,得到结构较稳健的设计参数组合。

摘要：针对整体机械加工成形的新型桥塞金属密封件在坐封后密封面出现裂纹缺陷的现象展开了研究。通过坐封过程力学分析和不同状态下组织形貌观察,得出产生裂纹的原因。在此基础上,提出金属密封件的液压成形工艺。采用数值模拟完成液压成形模具和工艺参数的优化设计,并进行密封件的液压成形试验和坐封试验。试验结果表明,液压成形工艺设置成形压力为180MPa、保压时间为5s时,所得金属密封件表面质量较好,坐封后不产生裂纹。液压成形金属密封件密封面不同状态下的组织形貌观测和液压成形过程中的受力分析进一步表明,液压成形过程中的径向压应力能够改善晶界开裂等现象,因此与整体机械加工成形的密封件相比,液压成形工艺可以明显改善坐封效果。

摘要：采用柔性金属取代传统的弹性体作为密封材料的金属密封技术对高温、高压和强腐蚀的环境有着良好的耐受性,具有克服传统弹性体密封技术局限性的巨大潜力。介绍了金属密封技术用于井下工具密封组件的国内外研究进展情况,并分析了该技术的适用性。阐述了金属密封技术的原理并重点分析了金属密封技术的密封机理与影响密封能力的主要因素。指出金属密封技术的研究难点主要集中在密封材料的优选、金属套筒的结构设计、套筒的成型以及套筒的变形方式等。

摘要：介绍了双偏心金属密封蝶阀蝶板轴心位置的确定和回转区间的计算方法。分析了金属密封副弹性密封件的安装形式、受力状态及其变形过程。提出了从结构原理入手，提高产品质量，降低制造成本的设计观点。