钻头轴承金属密封研究

发布时间：2017-12-09 15:12

  本文关键词：钻头轴承金属密封研究

  更多相关文章： 牙轮钻头 轴承密封 单金属密封 全金属密封 接触应力

【摘要】：研究表明牙轮钻头轴承密封寿命是影响牙轮钻头使用寿命的关键因素之一。目前所使用的牙轮钻头金属密封结构主要是单金属密封结构和双金属密封结构,他们的共同点是在密封结构中都含有橡胶材料,在井下高温的环境中,密封结构会因橡胶的老化而提前失效。随着深井、超深井以及地热钻井的不断增加,井下的温度越来越高,对金属密封结构的耐高温能力提出了新的要求。论文主要针对高温工作条件下的牙轮钻头轴承金属密封结构进行研究分析,提出了全金属密封新思路,并利用有限元分析手段研究了新型全金属轴承密封结构的力学特性。论文的主要内容为:(1)开展高温钻井条件下牙轮钻头及含有牙轮的复合钻头轴承密封的失效分析,找出影响密封寿命的主要因素。(2)建立牙轮钻头轴承单金属密封结构有限元分析模型。(3)利用有限元仿真方法,分析现有牙轮钻头轴承单金属密封结构在装配过程的应力、应变、接触应力变化情况,弄清其基本力学特性。(4)研究耐高温全金属密封结构,提出新技术方案。(5)建立牙轮钻头轴承全金属密封结构有限元分析模型。(6)通过有限元仿真方法,分析新型全金属密封结构在装配过程的应力、应变、接触应力变化情况。(7)分析不同结构参数对全金属密封结构的性能影响,对这些参数进行优选和结构改进。(8)通过对比分析单金属密封结构和全金属密封结构在装配好后的力学特性,论证了全金属密封结构的可行性和性能优势。(9)通过对比分析单金属密封结构和全金属密封结构在轴向跟随性上的力学表现,论证了全金属密封结构的轴向跟随性也相似于单金属密封结构。通过本文的研究论证了牙轮钻头新型轴承全金属密封结构具有良好的密封性能。相比现有的单金属密封结构,全金属密封结构因整个密封结构中只有金属材料而使其耐高温性能大大提高,有利于提高牙轮钻头在高温井下的使用寿命,具有非常大的实用价值。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE921.1

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本文编号：1270848