井下流量控制阀金属密封接触力学行为的理论与仿真研究
Lubrication Engineering（2020）
摘要
智能井井下流量控制阀(ICV)的金属密封旨在隔离油套管环空的原油流动,其接触力学行为对井下流量控制阀的结构设计和可靠性至关重要.推导金属密封接触应力与其自变量之间的相关理论模型,并利用有限元法研究并验证了金属密封接触应力与其自变量之间的理论关系.为表征密封应力,将金属密封组件与滑套的二维轴对称模型抽象为悬臂梁模型.研究发现:接触应力的理论解和数值解与工作压力、悬臂梁长度、悬臂梁截面高度和悬臂梁端面的水平位移成正比,而与悬臂梁倾角的正弦值和密封面的宽度成反比.各自变量引起的接触应力的理论解和数值解之间的平均相对误差均不大于10％,验证了提出的理论模型是正确的.该模型可为已知油田条件下的金属密封设计提供依据.
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