针对高温、三维复合运动(往复+旋转)耦合作用下冲击螺杆钻具传动轴总成密封失效问题,设计氢化丁腈橡胶热老化试验,基于热老化试验数据建立热老化效应冲击螺杆钻具传动轴总成O形密封圈三维有限元模型,采用有限元方法研究流体压力、温度、摩擦因数和往复速度对传动轴总成O形密封圈静密封及动密封性能的影响。结果表明:静密封状态下高应力区位于O形密封圈右侧,高接触压力区位于O形密封圈内接触面、外接触面和侧面,最大von Mises应力和最大接触压力随着流体压力和温度的增大而增大,最大接触压力整体上随着摩擦因数的增大而减小;动密封状态下最大von Mises应力和最大接触压力在往复速度为0.4 m/s和摩擦因数为0.25出现异常规律,最大von Mises应力和最大接触压力随着流体压力和温度的增大而增大。由此建议密封圈在静密封和动密封状态,在往复速度小...

以川东北地区高压裂缝性气藏开发钻井现场普遍使用的楔形节流阀为例，分析开度与节流面积、节流压降、流体速度的关系，并依据伯努利方程建立节流压降与开度、流体密度、进口流量的数学模型，采用workbench流固耦合数值模拟方法，对所述条件下的节流阀内部流场和阀芯应力分布对比分析。结果表明，楔形节流阀节流能力随开度的增大迅速减小，随流体密度、进口流量的增大而增大，在一定开度下，由于阀腔内流体的高速流动，阀芯变径台阶面与轴销连接孔位置处出现应力集中，同时阀芯节流面附近有明显漩涡产生，引起阀芯振动，容易导致断裂失效；当开度较小时，节流效果显著，含固相颗粒的流体容易造成节流阀堵塞，且高速流体对阀座冲刷引起刺漏，该分析结果与现场节流阀失效情况十分吻合。