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            伸縮器密封結構及其密封機制

            [來源:http://www.madhusreedutta.com/]    [日期:2016-01-20 11:12]    [熱度:]
              目前,在常規的石油機械產品中常用的密封形式多為O形密封圈、密封圈加擋圈及由O形圈發展的矩形圈、星形圈等形式,這些密封方式能夠滿足一般用途的密封需要。但對于海洋作業環境中的隔水管系統重要連接單元——伸縮器而言,自身質量大,內、外筒伸縮運動頻繁,磨損快,海水腐蝕等現象使得常規的密封方式無法保證良好的密封性能,且不便于更換。為了保證隔水管伸縮器正常的密封性能,且不影響鉆井效率,采用半剖式氣壓或液壓驅動橡膠密封環密封結構,由主密封總成和副密封總成構成的雙密封系統。
              主密封總成工作時使用,副密封總成備用或在主密封密封環失效對其進行更換時使用。主、副密封總成的密封環均采用半剖式結構,更換方便。工作時,通過主密封總成密封環的壓縮變形實現內、外筒密封,當需要密封較高壓力時,通過密封外筒上的壓力入口向內加壓,通過密封支撐套驅動密封環,可以實現高壓密封; 當需要密封較低壓力時,過多的壓力通過密封外筒上的壓力出口排出,實現低壓密封。該密封結構可以滿足伸縮接頭在補償升沉運動時,內、外筒環空的動密封需求,同時還可承受較大的隔水管載荷。
              橡膠結構的有限元分析屬于非線性有限元范疇,其非線性突出地表現在以下3個方面: (1)材料非線性,橡膠材料的應力應變關系是一個復雜的非線性函數,用應變能函數表示; (2)幾何非線性,橡膠在力的作用下,一般伴隨著大位移、大應變,其應變位移關系也是非線性函數; (3)邊界非線性,密封計算的邊界條件復雜,必須包含接觸面的受力計算,呈非線性關系。ABAQUS是進行有限元分析的有效工具,可對結構、載荷與邊界條件進行模擬分析,同時考慮大變形、非線性等相應特點。因此,采用ABAQUS對伸縮接頭密封環進行建模分析。
            關鍵字:伸縮器,伸縮接頭
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            分分28