高溫超高壓金屬彈性環(huán)密封技術(shù)研究

曾嶸， 羅友高， 劉剛， 羅家璘， 唐順杰

（武漢第二船舶設(shè)計研究所，武漢430064）

高溫超高壓金屬彈性環(huán)密封技術(shù)研究

曾嶸， 羅友高， 劉剛， 羅家璘， 唐順杰

（武漢第二船舶設(shè)計研究所，武漢430064）

針對氟橡膠O型圈只能使用在210℃、210 MPa的難題，設(shè)計了一種新型彈性環(huán)密封結(jié)構(gòu)。該新型彈性環(huán)密封結(jié)構(gòu)能使氟橡膠O型圈在250℃、250 MPa工況下安裝簡便、可靠密封。通過有限元分析方法，針對彈性環(huán)密封結(jié)構(gòu)中的彈性環(huán)，分析各結(jié)構(gòu)參數(shù)對彈性環(huán)的應(yīng)力和變形的影響，快速、準確確定彈性密封結(jié)構(gòu)尺寸。該密封結(jié)構(gòu)在一定程度上可替代金屬密封結(jié)構(gòu)。

彈性環(huán)；密封結(jié)構(gòu)；高溫超高壓

0 引言

目前，利用氟橡膠制成的O型圈已能夠?qū)崿F(xiàn)部分工作參數(shù)的高溫超高壓容器的密封，最高可用在工作溫度210℃、工作壓力210 MPa的工況下。近年來，石油勘探開發(fā)不斷深入，勘探目標日益復雜，石油測井系統(tǒng)對測井儀試驗裝置提出了更高的要求，希望在使用O型圈密封元件的情況下，將工作壓力提高到250 MPa、工作溫度為250℃，容器內(nèi)徑增加到300 mm。

為了解決以上問題，本文設(shè)計一種彈性環(huán)密封結(jié)構(gòu)，可在高溫超高壓極限條件下使用O型圈密封，并滿足如下要求：1）密封結(jié)構(gòu)能滿足高溫、超高壓極限條件下的密封性能，密封口徑大，密封結(jié)構(gòu)緊湊；2）加工制造方便，結(jié)構(gòu)簡單，并且拆裝和檢修方便。

其技術(shù)指標：最高工作壓力250 MPa；最高工作溫度250℃；容器內(nèi)徑為300 mm。

1 彈性環(huán)密封結(jié)構(gòu)設(shè)計

彈性環(huán)密封結(jié)構(gòu)采用O形環(huán)密封和金屬密封相結(jié)合的方式，結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。……