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题名考虑表面粗糙度与空化效应的组合密封润滑分析
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作者
张毅
熊子杰
李大建
熊思阳
钟思鹏
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机构
西南石油大学机电工程学院
中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司油气工艺研究院
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出处
《排灌机械工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第4期388-394,425,共8页
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基金
四川省自然科学基金资助项目(2022NSFSC0276)。
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文摘
为了研究表面粗糙度及空化效应对压裂泵柱塞密封副密封性能的影响,基于稳态Reynolds方程,建立了粗糙峰和空化效应影响下组合密封的弹流润滑数值模型.在数值模拟基础上,采用有限体积法求解稳态Reynolds方程,研究了密封副在表面粗糙度影响下的油膜厚度、油膜压力、油膜流速分布规律,以及不同的往复速度和滑环表面粗糙度对密封性能的影响.结果表明,外行程流体动压效应微弱,油膜在空气侧附近会出现空化现象;较高的往复速度有利于减小泄漏量及摩擦阻力;滑环表面粗糙度从0.8μm增加到1.8μm时,净泄漏量与外行程摩擦力分别升高了180.4%和11.17%.因此,在工作过程中应设置较高的往复速度和使用较低粗糙度的滑环以提高密封性能.
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关键词
压裂泵柱塞密封副
表面粗糙度
混合润滑模型
密封性能
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Keywords
fracturing pump plunger seal pair
surface roughness
mixed-lubrication model
sealing performance
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分类号
TH137
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名密封面磨损对V形组合密封圈性能的影响
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作者
张毅
熊思阳
钟思鹏
熊子杰
杨强
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机构
西南石油大学机电工程学院
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2023年第2期237-243,共7页
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基金
四川省自然科学基金资助项目(2022NSFSC0276)。
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文摘
密封面磨损对V形组合密封圈的密封性能有显著影响。建立了V形组合密封圈的有限元模型,基于V形圈接触压力大的地方磨损较快且磨损较大的区域向空气侧移动的特点,在有限元仿真计算中通过修改V形圈的轮廓来表示V形组合密封圈不同的磨损状态,进而研究密封圈在不同磨损状态下的接触压力分布情况。考虑到V形组合密封圈变形与润滑油膜之间的耦合作用,基于弹性流体动压润滑理论,建立了V形组合密封圈弹流润滑数学模型。基于小变形理论,通过变形影响系数矩阵法得到V形组合密封圈在高压作用下的弹性变形,通过有限差分法求解了密封圈在工作过程中的油膜压力分布和厚度分布,分析了密封面磨损和粗糙度对组合密封圈润滑性能的影响。搭建了V形组合密封圈性能实验台,得到了在轻度和中度磨损状态下密封圈在不同电机转速下的摩擦扭矩和泄漏率,并将实验结果与仿真结果进行对比。结果表明:随着磨损加剧,靠近润滑油一侧油膜的压力和厚度增大;对于已经发生磨损的密封圈,粗糙度的提高会使其油膜压力增大;转速提高会使密封圈所受的摩擦扭矩和泄漏率增大。研究结果为提高V形组合密封圈的性能提供了参考。
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关键词
弹流润滑模型
磨损
粗糙度
旋转密封圈
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Keywords
elastohydrodynamic lubrication model
wear
roughness
rotary seal ring
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分类号
TQ336.42
[化学工程—橡胶工业]
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题名齿形滑环组合密封热弹流润滑模型求解及分析
被引量：1
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作者
张毅
杨强
杨林
王海娟
熊子杰
熊思阳
钟思鹏
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机构
西南石油大学机电工程学院
四川达坦能源科技有限公司
中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期497-502,共6页
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基金
油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金(PLN201923)资助。
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文摘
结合高温高压工况和齿形滑环组合密封的特点,基于热弹性流体动压润滑理论,建立了滑环组合密封在高压旋转时的数学模型。基于小变形理论,通过变形影响系数矩阵法得到齿形滑环组合密封在油膜压力作用下的弹性变形;结合流体动压润滑方程、温度场能量方程和粘温方程,使用有限差分法对热弹性流动压润滑模型进行求解,采用Matlab计算了齿形滑环组合密封圈在工作过程中的油膜厚度分布和油膜压力分布。分析结果表明:齿形滑环的粗糙度对密封性能有显著的影响,润滑油膜压力沿着轴向先增大后减小,周向油膜压力则在稳定范围内波动;同时,密封圈的油膜厚度和油膜压力随着环境温度的上升而减小。
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关键词
组合密封
热弹流
高温高压
油膜厚度
粗糙度
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Keywords
Combination seal
Thermo elastohydrodynamic
High temperature and pressure
Oil film thickness
Roughness
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名基于CFD-PBM的前置式脱气泵性能研究
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作者
张毅
熊子杰
杨强
熊思阳
钟思鹏
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机构
西南石油大学机电工程学院
石油天然气装备技术四川省科技资源共享服务平台
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出处
《石油机械》
北大核心
2022年第7期130-135,150,共7页
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基金
国家油气藏地质及开发工程重点实验室项目“超深井抗高温钻井工具动密封润滑机理及动态泄漏研究”(PLN201923)。
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文摘
针对渤海油田化学驱配液除气保黏的工艺过程,提出一种前置式脱气泵装置。通过Fluent软件对该装置内流场进行两相流数值模拟,探究了其转速、抽气压力及流量参数对脱气性能的影响,运用Box-Behnken法设计正交试验组,生成响应面模型(RSM),评估了在工况参数交互作用下对装置脱气性能的影响。研究表明:转毂叶片区域气泡直径约为0.8 mm,可作为后续采用均一气泡直径法进行计算的参考依据;其余参数不变时,脱气率随着流量及抽气压力的增大而升高,随着转速的升高呈先升后降的趋势,在2500 r/min时,最大约为74.65%,抽气压力对脱气率的影响最为显著;经计算最大脱气率可达到76.17%。所得结论可为油田化学驱配液工艺设备设计提供理论参考。
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关键词
前置式脱气泵
响应面法
脱气率
抽气压力
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Keywords
front degassing pump
response surface method
degassing rate
pumping pressure
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分类号
TE357
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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