采油树是油气生产的重要井口设备,其性能的优劣关系到油气井能否安全、高效地生产。平板闸阀是整体式采油树的关键部件,闸阀性能的好坏关键在于其密封性能,密封元件的优劣直接影响闸阀的工作性能和使用寿命。平板闸阀的密封主要有阀座处密封、阀体与阀盖处密封和阀杆处密封,平板闸阀在高压等恶劣的井口环境中发生泄漏最多的为阀杆处密封。本文针对阀杆处密封进行了研究,设计了新型柔性密封圈,并采用有限元仿真分析方法,结合单因素分析、基于曲面响应法的多因素分析和正交试验设计展开柔性密封圈密封性能的研究。具体研究内容如下:(1)国内外相关技术调研通过对文献检索、专利查询和行业标准、企业产品信息收集等方法,调研和分析了国内外学者对平板闸阀密封的研究成果。(2)平板闸阀结构特点及故障分析分析平板闸阀的结构特点和工作特点,对平板闸阀密封结构进行了研究,对采油树平板闸阀进行了故障分析。(3)新型柔性密封圈结构设计及密封性能分析设计了新型柔性密封圈结构,建立了平板闸阀各部件和常用密封圈的简化模型,通过ABAQUS仿真分析,对比几种密封圈密封性能优劣,获得密封性能最优的平板闸阀密封圈。(4)新型柔性密封圈结构参数影响分析针对新型柔性密封圈,对唇边锯齿数量、唇边夹角、唇谷夹角这三个不同结构参数进行有限元分析,得到其接触应力、接触长度和最大Mises应力的变化趋势,找出结构参数对密封圈性能的影响规律。(5)新型柔性密封圈结构参数优化进行正交试验设计并对正交试验结果进行分析,找出影响密封性能的结构参数主次顺序;确定设计变量、约束条件和目标函数,建立曲面响应模型并对模型评估,运用曲面响应法分析双因素交互作用对柔性密封圈密封性能的影响;应用优化方法优选出最优的密封圈结构参数的组合方案。