周姝文 況雨春 魏 琦

(1.西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 四川成都 610500；2.成都航天萬欣科技有限公司 四川成都 610100)

良好的密封是保證器械安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，而密封的過早失效，不僅會(huì)大大提高維修的成本，甚至還會(huì)導(dǎo)致一系列的安全事故。在牙輪鉆頭密封中，O形橡膠密封多用于固定密封和機(jī)械運(yùn)動(dòng)密封中，在高溫高壓情況下，O形橡膠密封長(zhǎng)時(shí)間處于壓縮狀態(tài)，導(dǎo)致其回彈性減弱，從而密封失效[1]。2010年，Hughes公司提出HAR橡膠密封圈[2]，如圖1所示，其對(duì)稱截面的扁平密封比O形密封占用的軸向空間更小且具有更高的壓縮比，能有效地補(bǔ)償密封接觸面的磨損。為了保證牙輪鉆頭密封的可靠性，2012年，Smith公司提出一種能適應(yīng)高溫高壓的雙密封結(jié)構(gòu)，其中，在主密封的動(dòng)密封面復(fù)合一層加強(qiáng)橡膠，靜密封面復(fù)合一層抗磨材料[3]。2013年Varal公司在HAR橡膠密封圈的基礎(chǔ)上提出一種具有表面微凹織構(gòu)的密封[4]，在一定潤(rùn)滑條件下，該密封的動(dòng)密封面能留住部分潤(rùn)滑油，能有效降低動(dòng)密封面的磨損。

圖1 HAR橡膠密封結(jié)構(gòu)示意

基于上述結(jié)構(gòu)，在保留O形和扁平密封圈的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、安裝使用方便等特點(diǎn)[5]的基礎(chǔ)上，本文作者提出了一種徑向非對(duì)稱扁平密封圈，如圖2所示。與以往相同動(dòng)密封面為基準(zhǔn)的對(duì)稱截面密封圈相比，徑向非對(duì)稱扁平密封圈在裝配后產(chǎn)生的動(dòng)密封面摩擦面積更小，則避免了密封圈內(nèi)圈因接觸面積過大造成密封圈過度摩擦磨損。文中通過試驗(yàn)對(duì)比氫化丁腈橡膠(HNBR)與丁腈橡膠(NBR)的性能，選擇出合適的橡膠密封圈材料，最后制備出一種結(jié)構(gòu)緊湊、耐高溫、耐磨損、密封性能好且壽命長(zhǎng)的牙輪鉆頭徑向非對(duì)稱扁平橡膠密封圈[6]。

圖2 徑向非對(duì)稱扁平密封結(jié)構(gòu)方案

1 新型密封結(jié)構(gòu)方案

為了提高密封圈壽命，保證良好的密封狀態(tài)，避免因接觸面積過大導(dǎo)致密封圈過度磨損，文中提出了一種徑向非對(duì)稱扁平密封圈，如圖2所示。在相同過盈量下，該密封圈形心偏移量比對(duì)稱截面扁平密封圈小，故相比以相同動(dòng)密封面為基準(zhǔn)的對(duì)稱截面，徑向非對(duì)稱扁平密封圈在裝配后產(chǎn)生的動(dòng)密封面摩擦面積更小。同時(shí)，由于該密封圈內(nèi)外圈半徑不同，則不同的過盈量可產(chǎn)生一部分徑向力，其能補(bǔ)償軸的偏心，保證密封可靠。

徑向非對(duì)稱扁平密封結(jié)構(gòu)方案如圖2所示。基于牙輪鉆頭軸頸和牙輪直徑為287 mm所設(shè)計(jì)的密封圈結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：密封圈長(zhǎng)度L=6.25 mm，高度h=2.92 mm，內(nèi)圈斜邊倒角D=0.52 mm，內(nèi)圈弧半徑R=3.70 mm，外圈斜邊倒角d=0.63 mm，外圈弧半徑r=2.00 mm。

2 橡膠材料力學(xué)性能研究

2.1 橡膠材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)對(duì)比

氫化丁腈橡膠(HNBR)是由丁腈橡膠(NBR)經(jīng)加氫處理而得到的一種高度飽和的特種彈性體。與NBR相比，HNBR分子結(jié)構(gòu)中含少量或不含碳碳雙鍵，在保持NBR耐油、耐磨等性能的同時(shí)，還具備更優(yōu)異的耐熱氧老化、耐臭氧、耐輻射、耐化學(xué)介質(zhì)和良好的動(dòng)態(tài)性能，是一種綜合性能優(yōu)異的特種橡膠[7]。

HNBR有極高的強(qiáng)度和耐磨性、抗壓性，耐硫化氫、耐油性能優(yōu)秀，滿足深井油田應(yīng)用需求。在石油工業(yè)中，HNBR能夠在-40～150 ℃下長(zhǎng)期使用，其物理性能不受溫度影響，具有優(yōu)良的密封性能和尺寸穩(wěn)定性[8-10]。

為選擇合適的橡膠密封材料，文中開展了常態(tài)下的空氣老化試驗(yàn)、物理性能試驗(yàn)以及壓縮永久變形試驗(yàn)[6]，以對(duì)比HNBR與NBR的性能。表1給出了常態(tài)下2種橡膠的物理性能試驗(yàn)結(jié)果，表2給出了空氣老化試驗(yàn)后HNBR與NBR拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)變化率，表3給出了空氣老化試驗(yàn)后的硬度變化。

表1 HNBR與NBR常態(tài)下的物理性能

表2 空氣老化試驗(yàn)后HNBR與NBR拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)變化率

表3 空氣老化試驗(yàn)后HNBR與NBR硬度變化

從表1可以看出，HNBR在常態(tài)下的物理性能要好于NBR，其拉伸強(qiáng)度、硬度以及拉伸應(yīng)力均高于NBR。從表2、3可知，隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加，2種橡膠材料的拉伸強(qiáng)度變化率總體上呈增大趨勢(shì)，伸長(zhǎng)變化率總體上呈下降趨勢(shì)，硬度則呈上升的趨勢(shì)。這說明隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，材料都逐漸呈現(xiàn)失效的趨勢(shì)。另外，相比NBR，老化試驗(yàn)前后HNBR的參數(shù)變化更小，且HNBR的拉伸強(qiáng)度變化率和伸長(zhǎng)變化率變化不大，說明HNBR比NBR更適合高溫工況。

橡膠的壓縮永久變形率是橡膠制品的重要指標(biāo)，這一數(shù)值常被用來評(píng)價(jià)其耐溫性能，該數(shù)值越小則橡膠密封性能越好，工作壽命越長(zhǎng)。參照GB/T531標(biāo)準(zhǔn)，在干熱環(huán)境中，針對(duì)NBR和HNBR開展了壓縮永久變形試驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 干熱條件下HNBR與NBR壓縮永久變形試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，隨著試驗(yàn)溫度的升高，HNBR與NBR的壓縮永久變形率都呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但其中HNBR增長(zhǎng)趨勢(shì)更小一些，說明HNBR密封圈的性能優(yōu)于NBR密封圈。

2.2 HNBR的本構(gòu)參數(shù)確定

常用的對(duì)橡膠力學(xué)性能的描述方法主要分為兩類[11]：一類是將橡膠看作連續(xù)介質(zhì)的現(xiàn)象學(xué)描述；另一類是基于熱力學(xué)的統(tǒng)計(jì)學(xué)描述?，F(xiàn)象學(xué)的描述方法假設(shè)在未變形狀態(tài)下橡膠為各向同性材料，即長(zhǎng)分子鏈方向在橡膠中是隨機(jī)分布的，這種各向同性的假設(shè)是用單位體積(彈性)應(yīng)變能密度來描述橡膠特性的。而基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)方法的理論則認(rèn)為：觀察到橡膠中的彈性恢復(fù)力主要來自橡膠中的熵的減少，熵的減少是由于橡膠的伸長(zhǎng)使得橡膠結(jié)構(gòu)由高度的無序變得有序[12]。

在橡膠的多種本構(gòu)模型中，多項(xiàng)式的本構(gòu)模型較具有代表性。其中Yeoh本構(gòu)模型更適用于大變形條件下橡膠本構(gòu)描述，并能表征出橡膠在大變形下的硬化現(xiàn)象，其描述方式如公式(1)所示[13-14]。

在實(shí)際應(yīng)用方面，橡膠一般被視為不可壓縮材料。所以，變形前后橡膠的體積是固定的，即J=1，以上存在J項(xiàng)的相關(guān)式子會(huì)被消去。

綜合密封件的實(shí)際工況和相關(guān)材料的調(diào)研，文中對(duì)HNBR密封件進(jìn)行基礎(chǔ)拉伸試驗(yàn)，其中Yeoh系數(shù)Ci0可通過單軸拉伸試驗(yàn)、平面拉伸試驗(yàn)以及等雙軸拉伸試驗(yàn)得到，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。試驗(yàn)選擇工況最大溫度120 ℃，采取循環(huán)加載的試驗(yàn)?zāi)Ｊ絒15]。

圖3 HNBR基礎(chǔ)拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)

結(jié)合3種基礎(chǔ)拉伸試驗(yàn)的結(jié)果，最后得到Y(jié)eoh本構(gòu)模型對(duì)應(yīng)的本構(gòu)參數(shù)C10=1.484 025 56 MPa，C20=-3.013 839 56 MPa，C30=9.585 691 65 MPa，D1=D2=D3=0。

3 徑向非對(duì)稱密封圈的結(jié)構(gòu)驗(yàn)證

根據(jù)牙輪軸承密封圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行二維靜態(tài)分析時(shí)，將牙輪軸承密封圈簡(jiǎn)化為二維軸對(duì)稱模型，然后對(duì)比分析對(duì)稱截面的扁平密封圈和徑向非對(duì)稱截面的扁平密封圈2種不同截形的密封圈在過盈裝配和壓力滲透的作用下的變形行為。建立二維軸對(duì)稱有限元模型(網(wǎng)格密度0.1 mm)求出的等效應(yīng)力云圖和接觸應(yīng)力云圖如圖4、5所示。

圖4 徑向非對(duì)稱扁平密封(a)與對(duì)稱截面扁平密封

從圖4、5中可以看出，徑向非對(duì)稱密封與對(duì)稱截面的扁平密封的最大Mises等效應(yīng)力分別是1.093和1.408 MPa，最大接觸應(yīng)力分別是2.220和2.182 MPa，即徑向非對(duì)稱扁平密封相比對(duì)稱截面的扁平密封，在接觸應(yīng)力增大3.8%的同時(shí)Mises等效應(yīng)力減小了31.5%。這是因?yàn)閺较蚍菍?duì)稱密封因?yàn)閮?nèi)外圈半徑不同，在不同過盈量下可產(chǎn)生一部分徑向力，即減小了Mises等效應(yīng)力，增大了接觸應(yīng)力。另外，徑向非對(duì)稱密封在提升密封可靠性的同時(shí)減少了密封變形后的軸向尺寸，給牙輪軸承的設(shè)計(jì)留出了更多空間，更有利于深部地層小尺寸牙輪鉆頭的應(yīng)用。

4 徑向非對(duì)稱密封圈的密封性能評(píng)價(jià)

4.1 三維瞬態(tài)熱力耦合有限元分析模型

結(jié)合二維軸對(duì)稱有限元模型，基于有限元軟件對(duì)橡膠密封圈進(jìn)行完全熱力耦合分析時(shí)，由于井下條件非常復(fù)雜且不可控，難以完全模擬密封圈在井下工作時(shí)的真實(shí)情況。因此做出以下假設(shè)[16]：

(1)橡膠材料各向同性，同時(shí)是連續(xù)的，在軟件內(nèi)部，假設(shè)材料被默認(rèn)為是不可壓縮的。

(2)假設(shè)潤(rùn)滑僅會(huì)影響摩擦因數(shù)值，同時(shí)，忽略流體自身存在的動(dòng)壓潤(rùn)滑性能，在切向接觸中，假設(shè)其中的摩擦滿足庫(kù)侖定律，當(dāng)相對(duì)轉(zhuǎn)速以及溫度變化時(shí)，摩擦因數(shù)保持穩(wěn)定。

(3)僅分析橡膠密封圈的變形情況以及受力情況，將密封溝槽以及牙輪軸頸設(shè)成剛體；模型所受約束以及載荷、接觸等都是軸對(duì)稱的。

(4)在進(jìn)行熱分析時(shí)，密封圈會(huì)接收到井壁以及牙爪背部的摩擦熱量、地層溫度、巖石以及牙齒作用形成的熱量、軸承摩擦的熱量等，不再詳細(xì)贅述，將其共同影響的結(jié)果看做一個(gè)熱源影響的結(jié)果。

徑向非對(duì)稱扁平密封圈三維瞬態(tài)完全熱力耦合分析有限元模型如圖6所示，其中牙輪軸頸和牙輪密封溝槽采用的網(wǎng)格類型均為S4RT，密封圈采用的網(wǎng)格類型是C3D8RHT。

圖6 徑向非對(duì)稱扁平密封圈三維有限元模型

4.2 環(huán)境溫度對(duì)密封性能的影響

隨著鉆井深入，由于地?zé)幔貙拥沫h(huán)境溫度以每鉆進(jìn)30 m大約1 ℃的幅值增加，橡膠密封圈在過高溫度下會(huì)急速老化，甚至損壞。在其他工況參數(shù)保持不變時(shí)，文中在100～150 ℃溫度范圍內(nèi)研究了環(huán)境溫度對(duì)徑向非對(duì)稱扁平密封圈的影響。

在摩擦因數(shù)為0.1、環(huán)境壓力為21 MPa、壓差為0.5 MPa、轉(zhuǎn)速為100 r/min、壓縮率為12%工況下，徑向非對(duì)稱扁平密封的最大溫度隨環(huán)境溫度的變化如圖7所示?？梢钥闯?，密封圈旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封面間的最高溫度隨著環(huán)境溫度的增加而增加，且密封件的最大溫度始終比環(huán)境溫度高出10 ℃左右。

圖7 徑向非對(duì)稱扁平密封的最大溫度隨環(huán)境溫度的變化

在摩擦因數(shù)為0.1、環(huán)境壓力為21 MPa、壓差為0.5 MPa、轉(zhuǎn)速為100 r/min、壓縮率為12%工況下，不同環(huán)境溫度下徑向非對(duì)稱扁平密封中動(dòng)密封面的溫度分布如圖8所示?？梢钥闯?，動(dòng)密封面溫度隨著環(huán)境溫度的增加而增加，不同環(huán)境溫度下，徑向非對(duì)稱扁平密封的溫度分布規(guī)律保持不變，均有中心區(qū)域幅值偏高且過渡區(qū)域幅值最高的特點(diǎn)。當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到150 ℃時(shí)，動(dòng)密封面的最高溫度達(dá)到了167.14 ℃。而根據(jù)相關(guān)資料[17]，高性能HNBR密封材料可在180 ℃溫度下長(zhǎng)期耐受。因此，HNBR密封圈在環(huán)境溫度150 ℃以下有較長(zhǎng)的工作壽命。

4.3 環(huán)境壓力對(duì)密封性能的影響

隨著鉆頭鉆進(jìn)深度不斷增加，井下鉆頭工作時(shí)所處的環(huán)境壓力也會(huì)隨著增大，當(dāng)井深達(dá)到幾千米時(shí)，井底壓力會(huì)達(dá)到幾十兆帕，反映出密封圈的工作環(huán)境十分惡劣，因此，對(duì)在高壓下工作的密封圈性能進(jìn)行研究顯得十分必要。另一方面，密封圈在井下不僅會(huì)受到鉆井液的壓力還會(huì)受到軸承腔內(nèi)的潤(rùn)滑脂壓力作用，實(shí)際上密封圈兩側(cè)壓力差值會(huì)不斷變化。而為了方便研究環(huán)境壓力對(duì)密封圈變形的影響，研究時(shí)假定壓差為0.5 MPa，牙輪轉(zhuǎn)速取值100 r/min，環(huán)境溫度取值150 ℃，動(dòng)密封接觸面的摩擦因數(shù)取值0.1，壓縮率取值12%，環(huán)境壓力范圍取值為5～40 MPa。

4.3.1 環(huán)境壓力對(duì)等效應(yīng)力的影響

圖9所示為徑向非對(duì)稱扁平密封的最大等效應(yīng)力隨環(huán)境壓力的變化?？梢钥吹降刃?yīng)力隨著地層環(huán)境壓力的增大呈增大趨勢(shì)，當(dāng)環(huán)境壓力從5 MPa增加到40 MPa時(shí)，等效應(yīng)力由1.402 MPa逐漸增加到8.959 MPa，增幅較大，因此在高壓下密封圈的壽命比在低壓時(shí)更短。

圖9 徑向非對(duì)稱扁平密封最大等效應(yīng)力隨環(huán)境壓力的變化

圖10所示為不同環(huán)境壓力下徑向非對(duì)稱扁平密封的等效應(yīng)力分布?？梢钥闯觯瑥较蚍菍?duì)稱扁平密封結(jié)構(gòu)中動(dòng)密封面的等效應(yīng)力隨環(huán)境壓力的增加而增加，且動(dòng)密封面中心到過渡區(qū)的增幅越來越明顯，而靜密封面的等效應(yīng)力幾乎不受環(huán)境壓力的影響。

圖10 不同環(huán)境壓力下徑向非對(duì)稱扁平密封的等效應(yīng)力分布

4.3.2 環(huán)境壓力對(duì)接觸應(yīng)力的影響

圖11所示為徑向非對(duì)稱扁平密封的最大接觸應(yīng)力隨環(huán)境壓力的變化?？煽闯鼋佑|應(yīng)力隨著地層環(huán)境壓力的增大呈增大趨勢(shì)，當(dāng)環(huán)境壓力從5 MPa增加到40 MPa時(shí)，密封的接觸應(yīng)力由7.04 MPa逐漸增加到44.87 MPa。且徑向非對(duì)稱扁平密封在環(huán)境壓力變化的過程中最大接觸應(yīng)力始終高于環(huán)境壓力，最大接觸應(yīng)力與環(huán)境壓力的差值隨環(huán)境壓力的增加而增加，說明徑向非對(duì)稱扁平密封圈能夠有效應(yīng)對(duì)環(huán)境壓力的波動(dòng)，密封性能好。

圖11 徑向非對(duì)稱扁平密封最大接觸應(yīng)力隨環(huán)境壓力的變化

圖12所示為不同環(huán)境壓力下徑向非對(duì)稱扁平密封的接觸應(yīng)力分布。可以看出，徑向非對(duì)稱密封在環(huán)境壓力逐漸增大的情況下，其接觸應(yīng)力的分布趨勢(shì)保持向動(dòng)密封面和靜密封面集中的特點(diǎn)不變，說明環(huán)境壓力變化對(duì)密封圈接觸應(yīng)力分布情況影響不大。且該密封圈的動(dòng)密封面和靜密封面的接觸應(yīng)力隨環(huán)境壓力的增加而增加，動(dòng)密封面和靜密封面的接觸長(zhǎng)度基本保持不變，靜密封接觸帶寬、接觸力遠(yuǎn)高于動(dòng)密封面，因此在使用過程中，靜密封面與密封槽之間相對(duì)滑動(dòng)概率較小，在其密封性能增加的同時(shí)并未增加多余的磨損量。

圖12 不同環(huán)境壓力下徑向非對(duì)稱扁平密封的接觸應(yīng)力分布

4.3.3 環(huán)境壓力對(duì)溫度的影響

圖13所示為徑向非對(duì)稱扁平密封最大溫度隨環(huán)境壓力的變化。可以看到密封的最大溫度隨著地層環(huán)境壓力的增大呈增大趨勢(shì)，環(huán)境壓力由5 MPa增加到40 MPa時(shí)，密封圈溫度由154.1 ℃逐漸增加到177.57 ℃，即環(huán)境壓力每增加5 MPa，密封的最大溫度就上升3～4 ℃，說明環(huán)境壓力的升高會(huì)加劇密封圈的摩擦生熱。

圖13 徑向非對(duì)稱扁平密封最大溫度隨環(huán)境壓力的變化

圖14所示為不同環(huán)境壓力下徑向非對(duì)稱密封的動(dòng)密封面溫度分布?？梢钥闯?，該密封的溫度分布依舊集中在動(dòng)密封；另外，隨著環(huán)境壓力的增加，動(dòng)密封面接觸帶兩側(cè)溫度和中心溫度的差值由1 ℃逐漸增大到3 ℃。

圖14 不同環(huán)境壓力下徑向非對(duì)稱扁平密封動(dòng)密封面溫度分布

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果分析

如圖15所示，將裝有徑向非對(duì)稱扁平密封圈的16.51 cm復(fù)合鉆頭投入新疆油田進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。密封圈現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的具體工況參數(shù)如表5所示，其中鉆頭總轉(zhuǎn)數(shù)85萬向(直井段牙輪轉(zhuǎn)數(shù)45萬向，定向段牙輪轉(zhuǎn)數(shù)40萬向)，鉆頭進(jìn)尺265 m(直井段165 m，定向段100 m)。試驗(yàn)后將徑向非對(duì)稱扁平密封圈從鉆頭上取下后，對(duì)磨損情況進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如圖16所示。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，密封圈內(nèi)徑有摩擦損耗，但屬于較正常的摩擦損耗狀態(tài)；外徑部分有明顯的摩擦損耗的痕跡，推斷可能發(fā)生了外圈旋轉(zhuǎn)。通過斷面來看，內(nèi)徑側(cè)有傾斜摩擦損耗的情況發(fā)生，認(rèn)為是壓力將密封圈擠壓，在跟軸旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生摩擦而造成的。總體上看，試驗(yàn)后徑向非對(duì)稱密封圈并沒有出現(xiàn)大的損傷。

表5 徑向非對(duì)稱扁平密封圈現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用條件

圖15 裝有徑向非對(duì)稱扁平密封圈的16.51 cm復(fù)合鉆頭

圖16 試驗(yàn)后密封圈內(nèi)、外徑面磨損情況

用工廠專業(yè)的顯微鏡和測(cè)壓計(jì)對(duì)密封圈的尺寸進(jìn)行了測(cè)定，運(yùn)用硬度計(jì)對(duì)密封圈的硬度進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)結(jié)果如表6所示。

表6 使用前后密封圈的尺寸和硬度

從表6中可以看出，密封圈內(nèi)徑、高度、硬度都沒有發(fā)現(xiàn)異常的變化，寬度因?yàn)槟Σ翐p耗有變小。使用前后的內(nèi)徑尺寸相差0.22 mm，即內(nèi)徑有0.22 mm的摩擦磨損；內(nèi)徑和外徑的磨損之和最大約為0.40 mm；相位截面寬度尺寸基本沒有變化，并沒有出現(xiàn)摩擦損耗的現(xiàn)象。密封圈使用前后的硬度差別不大。都是在規(guī)格基準(zhǔn)以內(nèi)的，并且經(jīng)過分析計(jì)算，密封圈的壓縮量還有剩余，這說明密封圈還可以繼續(xù)使用。

6 結(jié)論

(1)對(duì)NBR和HNBR進(jìn)行了常態(tài)、空氣老化和干熱條件下的力學(xué)性能對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)表明HNBR比NBR具有更好的抗老化能力和耐熱性；對(duì)HNBR進(jìn)行了單軸拉伸、雙軸拉伸和平面拉伸試驗(yàn)，結(jié)果表明HNBR適合作為密封圈材料。

(2)有限元分析結(jié)果可知，優(yōu)化后的新型扁平密封結(jié)構(gòu)的接觸應(yīng)力略大(+3.8%)，表明新型扁平密封結(jié)構(gòu)密封可靠行更高；同時(shí)，其Mises等效應(yīng)力略小(-31.5%)，表明新型扁平密封結(jié)構(gòu)密封壽命更長(zhǎng)以及密封可靠行更高。

(3)將安裝徑向非對(duì)稱扁平密封圈的牙輪鈷頭在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)鉆作業(yè)，結(jié)果表明，使用后密封圈沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的損傷，且具有剩余壽命，能繼續(xù)使用，驗(yàn)證了徑向非對(duì)稱扁平密封圈的可行性和實(shí)用性。