流量控制阀是智能井的核心元件,是智能井实现智能开采的执行元件。流量控制阀依靠压力信号控制开度,为了保证压力信号能够准确传递到流量控制阀,并在压力作用下执行开度调节任务,都需要流量控制阀具有良好的密封。在井下高温高压的环境下,更需要密封系统具有更高的密封性能和寿命。本文针对智能井下流量控制阀的密封问题进行研究与分析,其主要内容包括:第一章:介绍了国内外密封的发展与研究现状,并说明论文的研究背景、研究内容以及研究意义。第二章:分析了流量控制阀的密封特性。介绍了流量控制阀的密封环境、常用密封材料和密封材料本构模型,分析了流量控制阀中静密封和动密封的密封机理,得到了静密封密封面接触压力计算公式,动密封的泄漏计算公式,并对O形密封圈的主要失效形式和寿命做了讨论与分析。第三章:对O形密封圈进行了有限元仿真分析。得到了密封圈的接触应力和内部应力,分析了压缩率、径向压缩率和流体压力对密封圈密封性能和寿命的影响规律。并分析了 O形密封圈在往复运动时接触应力、内部应力应变和剪切应力的变化规律,说明O形密封圈在井下设备动密封中失效主要原因是密封圈受到了摩擦磨损和剪切破坏。第四章.:对组合密封进行了分析。分析了 VL组合密封在静密封和动密封时的密封性能变化,表明了 L形耐磨环对O形圈具有保护作用。计算对比分析了 VL组合密封与O形密封和车氏密封的泄漏量与摩擦力,表明VL组合密封在井下设备中具有更好的密封性能,更好的适应性和可靠性。第五章:针对流量控制器的非金属密封结构,设计了一套非金属密封实验装置,实验台架主要由压力容器、液压控制系统和电子控制系统三部分组成,可以在70MPa压力,150℃温度下对密封装置进行测试,检验其密封能力。