提出一种斜线槽上游泵送机械密封,运用正交试验法设计上游泵送机械密封试验方案,基于Fluent软件进行数值模拟试验,分析各个试验参数对密封端面开启力和泄漏量的影响。结果表明在试验参数的取值范围内,对开启力有显著影响的因素是槽数、径向夹角、槽深、液膜厚度、转速和压差,具体表现为开启力随着径向夹角、槽深、液膜厚度、转速和进出口压差的增大呈上升趋势,随着槽数的增多呈下降趋势;对泄漏量有显著影响的因素是槽深、槽宽比、液膜厚度、转速和压差,具体表现为泄漏量槽宽比、液膜厚度、转速和进出口压差的增大呈上升趋势,随着槽数的增多而呈下降趋势。依据正交试验分析结果,提出初步优化的密封端面结构参数。

液压马达作为页岩气旋转式井壁取心机器人钻头的直接驱动装置,其性能的优劣决定了整个取心机器人能否正常完成井下取心任务。根据川渝地区页岩气长水平段取心的高温、高压、高腐蚀等工作特点,对传统三齿轮液压马达进行适应性改进设计。根据齿轮马达的工作原理,分析了取心液压马达的排量、输出转矩、径向力等工作性能。分析表明,取心马达分别有两对高压腔和低压腔,实现了转矩的叠加,在相同体积情况下,其排量、输出转矩大,有利于在页岩气长水平段井下的狭小空间工作。