液压抽油系统哑铃型密封圈设计与分析

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1、2013年2月润滑与密封Feb．2013第38卷第2期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．38No．2DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．02．020液压抽油系统哑铃型密封圈设计与分析朱拾东张建军刘猛师峻峰赵瑞东(中国石油勘探开发研究院北京100083)摘要：在以水作为动力液介质的液压抽油系统中，常规的O型密封圈及其他密封圈都不能满足高、低压流体之间不串通的密封要求。设计了一种新型的哑铃型密封结构，并分析其密封机制；利用有限元软件分析在液体压力作用下密封圈的接触变形、接触

2、密封界面上的接触应力分布。结果表明，设计的哑铃型密封结构可以满足要求液压抽油系统16MPa压差的密封要求。关键词：哑铃型密封圈；密封原理；接触应力；液压泵中图分类号：TtM2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2013)2—087—4DesignandAnalysisofDumbbell-shapedSealRingofHydraulicOilPumpingSystemZhuShidongZhangJianjunLiuMengShiJunfengZhaoRuidong(ResearchInstituteofPe

3、troleumExploration&Development，Beijing100083，China)Abstract：Inthehydraulicoilpumpingsystemwithwateraspowerfluid，theconventionalO—ringandothersealingtingscannotmeetthesealingrequirementsofnotcollusionforhighandlowpressurefluid．Anewtypeofdumbbell—shapedsealringwas

4、designedanditssealingmechanismwasanalyzed．Thecontactdeformationandthecontactstressdistributiononthecontactsealinginterfaceundertheactionoftheliquidpressurewereanalyzedbyfiniteelementanalysissoftware．Theresultsshowthatthedesigneddumbbell-shapedsealingstructurecan

5、meetthesealingrequirementsof16MPadifferentialpressureofthehydraulicoilpumpingsystem．Keywords：dumbbell—shapedsealring；sealingprinciple；contactstress；hydraulicpump目前常规液压泵在高压与低压之间的静密封一般的孔，如采用常规的橡胶O型圈以及现有的其他密采用O型橡胶密封圈，在中高压时为防止密封圈挤封结构，在下泵的过程中，0型圈在过孔时会受到损出，一般采用O型密封圈与塑

6、料挡圈组合的密封结坏，当泵芯座封时，密封圈不能生效，不能满足液压构。挡圈的形式大多为矩形挡圈，在国外新型的△抽油系统的要求。型挡圈已广泛地应用于中高、压密封⋯。水力活塞泵针对以水作为动力液的液压抽油系统中现有的密主要以油作为动力液，密封结构主要采用组合聚四氟封结构存在的问题，设计了一种哑铃型密封结构，研究乙烯矩形密封圈，其密封带长度在15mm以上，了该密封结构的密封原理，利用有限元软件分析了该密在结构上需设计高压流道，工作时需引入高压流体才封结构在座封和液体作用下的接触变形和应力分布。能完成密封。这种密封方式影响了活塞

7、泵的整体长I哑铃型密封结构及工作原理度，因此水力活塞泵在斜井中的应用受到一定的限该液压抽油泵由工作筒与泵芯组成，图1示出了制。然而在以水作为动力液的液压抽油系统中，一工作筒、泵芯以及密封结构的简图，最外层的是工作方面系统工作环境恶劣，一般在井下1000m工作，筒，内部是带有密封槽的泵芯，泵芯从工作筒向下，工作温度达到80～i00℃；另一方面液压抽油泵由泵需经过工作筒上的通孔，现有的密封方式过孑L之后，芯和工作筒组成，泵芯和工作筒内部有高压低压流会有一定的破坏甚至失效。新设计的密封结构中，密道，在下泵过程中，泵芯上的密封

8、圈需通过工作筒上封槽内装有矩形挡圈和哑铃型密封圈，泵芯直径为59mm，工作筒的内径为59．4mm，密封槽长度为11mm，深度为3．8mm，挡圈厚度为2mm，密封槽的基金项目：中石油勘探与生产公司项目(101002~1)．收稿日期：2012—08—16各边线倒圆角为R0．3mm，孔内边线倒圆角为R0．5作者简介：朱拾东(1986一)