可以看出,随着坐封压力的增加,聚氨酯密封胶胶筒的应力整体呈现上升趋势。聚氨酯密封胶胶筒在肩部出现应力集中的现象,聚氨酯密封胶胶筒表面出现条纹状应力集中的现象。结合仿真结果,聚氨酯密封胶胶筒在实际工作中在聚氨酯密封胶胶筒的肩部位置最容易破坏,应重点防护。
由图中可以看出,随着内压的增大,聚氨酯密封胶胶筒与套管之间的最大接触应力整体呈现直线上升的趋势,且整体变化趋势较为平稳,基本呈正比关系。可以看出,当套管内径一定时,内压越大,聚氨酯密封胶胶筒与套管之间的最大接触应力越大,密封性能越好。
为提高封隔器聚氨酯密封胶胶筒的工作性能,需要分析聚氨酯密封胶胶筒的凹槽深度和凹槽宽度对封隔器聚氨酯密封胶胶筒密封性能的影响规律,为聚氨酯密封胶胶筒结构参数的优选提供依据。
凹槽深度影响规律分析
为了研究不同的凹槽深度对封隔器聚氨酯密封胶胶筒密封性能的影响,分析中设置凹槽宽度为24 mm、凹槽倒角为45。和工作压力为15 MPa,以0.2 mm为梯度分别建立了凹槽深度从0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 mm的有限元模型。不同凹槽深度下聚氨酯密封胶胶筒的密封性能分析结果如图所示。
根据分析结果可知,在15 MPa的压力下,随着凹槽深度的增加,聚氨酯密封胶胶筒的接触应力逐渐增大。在胶筒的变形过程中,当内部压力增大到一定程度之后,位于凹槽内部的橡胶与套管的接触面积会增大并分担一部分压力。随着凹槽深度的增加,凹槽内部要与套管内壁接触所需要的压力也随之增大并且分担的压力也变小,所以需要聚氨酯密封胶胶筒的外壁面分担更多的压力,从而使聚氨酯密封胶胶筒的接触应力增大。随着凹槽深度从0.5 mm增加至2.5 mm,聚氨酯密封胶胶筒的最大接触应力从14.013 MPa增加至18.243 MPa,且聚氨酯密封胶胶筒的锚定力变化不大,产生的锚定力主要集中在154 kN至155 kN之间,所以凹槽深度对锚定力的大小影响不大。http://www.sdyuantai.net/