牙轮钻头单金属密封数值模拟与优化

牙轮钻头单金属密封数值模拟与优化

论文摘要

针对钻井过程中牙轮钻头金属密封磨损严重、对井底振动比较敏感的问题,利用有限元软件对高压工况下的单金属动密封进行数值模拟,在此基础上利用逆解法对动密封面的泄漏率进行求解。结合正交实验设计确定出优化变量,采用Box-Behnken实验方法建立了单金属密封优化响应面模型,最后采用罚函数寻优法建立基于泄漏率最小的优化模型,并优化了密封的结构参数。结果表明,优化后单金属密封的性能得到了有效的改善,密封泄漏量得到降低,端面接触压力分布更加均匀,同时,验证了响应面优化法在单金属密封接触压力及泄漏量优化中具有可行性。

论文目录

  • 1 单金属密封有限元分析
  •   1.1 有限元分析
  •   1.2 密封泄漏率求解
  • 2 动密封泄漏率响应面优化分析
  •   2.1响应面回归模型建立
  • 3 结果优化与对比分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 宋保健,邹春,孙凯,明鑫,任武化

    关键词: 牙轮钻头,动密封,有限元,结构分析

    来源: 石油矿场机械 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 中石化中原石油工程有限公司,中石化中原油田分公司濮东采油厂,中石化中原石油工程有限公司钻井一公司,中石化中原石油工程有限公司管具公司,青海油田机械厂

    基金: 国家自然科学基金(51674216),中石化科研公关项目“顺南高压气井安全钻井配套技术研究”(P14013)

    分类号: TE921.1

    页码: 47-51

    总页数: 5

    文件大小: 1107K

    下载量: 62

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