变工况时气液两相机械密封端面动压实验分析

在理论分析变工况时机械密封动环密封圈摩擦力和比压的变化 ,以及端面轴向力平衡变化的基础上 ,采用 1GX70非平衡型机械密封 ,在实验室模拟变工况条件下开展了气液两相机械密封端面动压实验。实验结果表明 ,变工况时处于气液两相的机械密封 ,因端面间液膜闪蒸而导致端面开启 ,动、静环不再平行 ,动环密封圈摩擦力增大 ,动环追随性遭破坏致使密封失效 ;机械密封的动压膜压沿收敛间隙呈正弦分布 ,计算变工况密封开启力时不但要考虑密封端面闪蒸造成沸腾区压力的影响 ,还要考虑动压的影响     

抽空状态下机械密封端面状况的实验研究

通过概述机械密封抽空失效的机理,建立了泵在抽空状态下机械密封动、静环的运动方程,经过龙格-库塔法数值求解得到机械密封端面状况随时间变化的理论曲线。采用传感器及计算机A/D数据采集板对机械密封在抽空状态下的端面状况做了动态测试,获取了在抽空状态下动静环的位移、端面压力和温度随时间变化的实验曲线。实验曲线与理论曲线的比较表明,机械密封在抽空状态下,存在振动、端面开启和静环被抽出等失效形式,泵密封腔压力和介质温度是影响抽空后端面状况的关键因素。     

热油泵机械密封的闪蒸开启失效及实验分析

热油泵机械密封在工况变化时出现密封开启失效。采用实验室模拟方法,分析了热油泵机械密封在工况变化时相变半径的变化使得密封相态改变对密封稳定性的影响,提出了热油泵机械密封闪蒸开启失效机理,并通过实验室实验,验证了压力和温度的变化是密封端面开启的重要因素。最后得出结论:热油泵机械密封在工况变化时会因闪蒸而开启失效,相变半径的变化是影响热油泵机械密封相态稳定性的关键。     

激光纹理技术在机械密封中的应用

比较了几种动压型机械密封的端面加工技术 ,表明激光加工是一种理想的端面动压槽加工方法。介绍了几种利用激光加工获得端面动压槽机械密封的原理、结构型式等。     

接触式机械密封稳态摩擦特性研究

接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态，其端面间隙与表面粗糙度处于同一数量级。为探究混合润滑状态下接触式机械密封的摩擦磨损特性，分析端面温度和摩擦扭矩等性能参数受工况参数的影响规律，结合平均雷诺方程以及ZMC接触模型，求解混合润滑端面间的接触特性，建立混合润滑磨损模型，研究接触式机械密封在润滑条件下，摩擦特性参数随操作参数的变化规律，开展了相应的试验研究，并对理论分析结果进行验证。研究结果表明：随介质压力增加，微凸体接触力占比增加，通过改变端面间接触状态来改变摩擦状态；随转速增加，端面间接触状态不变，但转速加大了端面间磨损距离与温度，进而导致磨损加剧；在压力影响试验中，密封环温度和密封腔温度随压力变化成正比，且每次压力变化都使得密封环温度产生阶跃变化。所得结论对机械密封因过热和磨损导致的失效现象分析具有一定的理论指导意义。     

热油泵机械密封端面失效影响因素实验分析

根据热油泵机械密封在变工况条件下的实验室实验，分析了变工况发生时热油泵机械密封失效的端面影响因素，以及端面参数的变化规律，提出了热油泵机械密封在变工况发生时避免端面失效的建议及措施。     

浆液离心泵机械密封失效原因分析及改进措施

浆液离心泵作为脱单塔的关键设备,其输送介质为含有颗粒的粘着聚合物悬浊液,机泵轴封采用常规双端面机械密封,常因颗粒物料窜入机械密封动静环端面、动环与轴套间及弹簧里面,造成浆液离心泵机械密封失效。通过分析浆液离心泵机械密封失效原因,采取合理的改进措施,有效的解决密封失效问题。     

上游泵送+螺旋阻塞+唇片组合式机械密封设计

上游泵送机械密封是全液膜非接触式机械密封,近年来在化工流体输送中得到推广应用。与传统接触式密封相比,流体动压产生的效应使上游泵送机械密封端面形成全液膜,液膜压力高于介质压力,实现用低压流体阻封高压流体。上游泵送机械密封高速旋转时,端面开启,处于非接触状态,可极大提高机械密封的使用寿命,实现被密封高黏度介质的零泄漏。为满足高黏度浆料介质的密封需求,以上游泵送机械密封代替普通接触式密封作为主密封,以螺旋阻塞及唇片密封作为副密封,设计了一种组合式机械密封。介绍了组合式机械密封的结构特点、设计参数,计算了组合式机械密封的泄漏量,并通过运转试验进行验证。设计的组合式双端面机械密封在某ABS胶乳装置中得到应用,密封效果良好。     

结构参数对压力自适应型机械密封性能的影响分析

采用计算流体力学软件FLUENT和有限元分析软件ANSYS,分别对密封间隙中的液膜流场和密封环进行数值模拟计算分析,并将计算得到的液膜流场状态和密封环变形结果进行流固偶合求解,最终得到15.9 MPa高压工况下流场的压力分布,并采用单一变量法分析了密封结构参数对密封性能的影响。结果表明:随着液膜厚度的增加,开启力减小,泄漏量增大;端面厚度越薄、开槽数量越多,密封环端面的流体动压效应越明显;而随着内壁厚度的增加,开启力、泄漏量都会减小。     

机械密封迷宫改造

为了防止离心泵内液体漏出泵外或空气漏入泵内 ,需要使用轴封装置 ,近年多采用机械密封。我公司使用的油泵均为离心油泵 ,经过生产实践发现 :1当泵输送的油品温度过高时 ,机械密封的密封腔及动静环端面温度升高 ,动静环端面间的液膜受热被破坏 ,端面产生强烈磨损 ,致使密封失效。 2在机械密封运行过程中 ,密封介质中含有的悬浮颗粒杂质进入动静环密封面 ,使其磨损 ,造成密封失效。为解决上述问题 ,采取了水冷却和添加外冲洗辅助系统等措施 ,虽然在一定程度上解决了机械密封失效泄漏问题 ,但在机泵运行过程中还是出现了泵抽空等现象 ,为此对…     

欠压实泥岩在封盖油气中的作用

本文在研究盖层封闭油气机理的基础上,分析了欠压实泥岩在封益油气中的作用.欠压实泥岩具有压力封闭油气的能力,既可以封闭呈游离相运移的油气,又可以封闭呈水溶相运移的油气.当泥岩为生烃岩时,欠压实泥岩具有较强的烃浓度封闭能力,可完全封闭呈扩散相运移的天然气.即使欠压实泥岩中有断裂,因已存在孔隙流体异常压力也会使断层具封闭性.因此,欠压实泥岩是封闭油气最有利的封盖层.     

牙轮钻头单金属浮动密封结构的密封机理

在牙轮钻头中成功应用单金属浮动金属密封结构的关键在于控制密封端面之间的接触压力。应用当今最先进的非线性有限元分析软件Msc Marc ,结合单金属浮动金属密封结构的装配过程对其密封机理进行了有限元分析。通过对装配和工作过程中密封面的接触应力分布以及关键部位的应力变化的分析 ,提出实际应用中应注意的问题 ,并探讨了结构形式、设计参数、材料、润滑脂对密封能力的影响 ,为国内钻头厂家掌握单金属浮动密封结构的设计开发技术提供一定的借鉴和帮助。     

异常孔隙流体压力对各种相态天然气的间接封闭作用

在异常孔隙流体压力形成机制及条件的基础上,对异常孔隙流体压力在封闭各种相态天然气的作用方面进行了研究。指出:异常孔隙流体压力不能直接对游离相天然气进行封闭,但可使泥岩盖层毛细管封闭能力增强,间接地对封闭游离相天然气起作用;异常孔隙流体压力也不能直接对水溶相天然气进行封闭,但可通过使泥岩盖层吸附阻力增强,间接地对水溶相天然气起作用;异常孔隙流体压力也不能直接对扩散相天然气进行封闭,但可通过形成异常含气浓度,间接地对封闭扩散相天然气起作用。     

泥质岩盖层对扩散相天然气的封闭作用及研究方法

在深入分析天然气通过盖层扩散作用及其影响因素的基础上,对泥质岩盖层封闭扩散相天然气作用及影响因素进行了分析,提出泥质岩盖层对扩散相天然气的3种封闭作用,即依靠浓度的封闭作用、依靠浓度和自身品质的封闭作用和依靠自身品质的封闭作用。并根据气藏与盖层之间含气浓度差、天然气通过盖层扩散系数和厚度,通过对气藏与泥质岩盖层之间含气浓度差、泥质岩盖层扩散速度和单位浓度差下的天然气通过盖层扩散速度的计算,探讨了泥质岩盖层对扩散相天然气3种封闭能力的研究方法。实例应用结果表明这些研究方法是可行的,可以客观地反映泥质岩盖层的实际封闭能力。      

泥质岩盖层对扩散相天然气封闭性演化的作用

在研究泥质岩盖层对扩散相天然气封闭机理及作用类型的基础上，对不同类型泥质岩盖层对扩散相天然气封闭性演化阶段的作用进行了研究，认为：具生烃能力但不具异常孔隙流体压力的泥质岩盖层对扩散相天然气封闭性演化不存在阶段性；而既具生烃能力又具异常孔隙流体压力的泥质岩盖层对扩散相天然气封闭性演化可分为抑制浓度封闭和替代浓度封闭2个阶段。此研究不仅可以预测其对扩散相天然气封闭能力的演化，而且可以研究其封闭扩散相天然气的有效性。然后以松辽盆地北部三肇凹陷登二段和青山口组2套泥质岩盖层为例，通过对扩散相天然气封闭性演化特征与沙河子组气源岩大量排气期之间的匹配关系研究，认识到它们在该区天然气聚集与保存中起到了重要作用。     

迷宫螺旋泵和密封工作特性研究

介绍了一种实测迷宫螺旋泵和密封工作特性的实验方法,通过该方法可以测得迷宫螺旋泵的泵送特性曲线、迷宫螺旋端面组合密封的最大密封压力以及端面开启的开始转速,具有一定的实用价值。     

大庆长坦以东地区深部与中下部油气封盖条件差异性分析

大庆长坦以东地区是松辽盆地油气勘探的重点地区,登娄库组,泉一、二段和青山口组,嫩一、二段泥岩分别是深部和中下部含油气组合的油气封盖层,由于二者形成于盆地不同的发育阶段,它们的形成环境差异较大,从而使得它们不仅在发育程度上,而且在压力封闭和烃浓度封闭特征上都存在着差异性。深部登娄库组和泉一、二段泥岩除了可对游离相油气形成毛细管封闭外,只部分存在较弱的烃浓度封闭,且单层厚度小,横向分布不稳,只能通过０     

HT高密封性特殊螺纹套管在气井中的应用

由于普通API螺纹套管难以承受高于 70MPa高压气体 ,开发加工了高密封性能的SEAL—LOCKHT特殊螺纹套管。这种螺纹套管的结构特点是 :①端面和侧面为特殊结构密封 ,套管的气密封性能好 ;②采用倒钩螺纹设计 ,提高了螺纹的抗拉和抗内外压能力 ,可防止套管倒扣松动 ;③螺纹结构先进 ,套管插入方便 ,入扣不易错扣 ;④抗过扭矩能力强 ,螺纹联接可靠。室内试验表明 ,该螺纹套管加载 4 32kN ,施加气压 79 9MPa ,气密封良好。 8口井现场应用均取得成功 ,下套管节约 8～ 12h ,节约套管成本 10 %～ 15 % ,解决了高气压井的密封问题     

川南二叠系阳新统大断裂封闭性研究

在大断裂带及其附近能形成较大的储集空间,问题在于其是否封闭及封闭程度如何.文中讨论了大断裂带的成藏可能性,提出了识别断层是否封闭的3个判别标志:a)高异常地层压力;b)代表封闭环境的水型与高矿化度;c)纵向上的多产层、多压力系统与多种水型.这3个判别标志不仅适用于川南二叠系这样的碳酸盐岩地区,也适用于其它碎屑岩沉积区.川南地区除"通天"断层和膏盐层被剥蚀地区外,不少隐伏于地下的大断裂具良好封闭性,有利于油气的运移、聚集和保存.