近些年,我国石油行业逐渐进入油气匮乏阶段,陆地石油难以开采,油藏开采转型至深海、滩海以及沙漠等开采难度比较大的恶劣环境中,这对油气的开采难度与产量成本造成了巨大挑战,开采环境与技术问题严重阻碍了油气采收率。如何在提高开采率的同时将油气资源的经济价值做到最优化,智能完井系统及相关技术的研究与发展为这一问题提供了解决思路。智能完井系统的核心是井下流量控制阀,而流量控制阀中的密封装置更是重中之重。传统的流量控制阀中的金属密封装置采用端面密封形式,需要从轴向施加力保持密封。本文使用了径向密封形式,仅需要油液压力作用密封环形成密封。本文首先对金属密封环的应力进行了理论分析,提出一种类倾斜梁金属密封结构,将其力学模型简化为圆筒过盈配合与悬臂梁受力的组合模型,得出倾斜梁模型密封接触面的应力计算公式,该公式可以初步计算相似模型的应力。改进空心O形金属密封环和U形金属密封环,将其端面密封形式改进为径向密封,以倾斜梁模型为依据,设计一种V形金属密封环。利用ABAQUS软件对3种密封环的结构进行参数分析,对比仿真结果以及综合实际情况,选用K形密封环作为密封方案。通过改进K形金属密封环的密封接触面,其依靠接触斜面紧贴过流套筒完成密封。考虑到理想模型与实际零部件之间存在误差,将存在圆度误差的密封环简化为以K形环为截面旋转,圆周路径为长短轴差值是圆度公差的椭圆,分析圆度公差数值对K形环密封性能的影响,得出结论圆度误差会影响密封环的性能。针对流量控制阀金属密封结构,设计了一套密封试验装置。试验台架主要由压力容器、液压控制系统以及电子控制系统三部分组成,模拟井下高温高压的工作环境,检验密封环的密封性能。