在我国油田实际生产中,超高压节流阀及其密封系统的设计、制造技术,多年来一直被国外研究人员所控制,国内少有个人、研究院所或厂家对其进行系统研究,近年来,节流阀及其易损配件的使用量逐年增高,严重影响了油田的安全生产和经济效益,因此,研制属于我国的节流阀密封系统、密封件已经迫在眉睫。本研究对国内外密封技术发展情况、常见密封材料、密封数值模拟技术以及低温密封技术进行了系统研究,以密封圈在节流阀内的使用工况为着手点,结合节流阀自身结构,设计了能满足105MPa超高气体压力、强腐蚀性介质以及低温-46℃工况的密封组件,试制样本具有良好的静、动密封性能。应用于生产现场,被评价为“可以与进口密封组件相媲美”的国货。本研究主要针对以下几个方面进行了展开并收获:(1)研究、分析、选择了密封圈材料:超高压密封选取聚四氟乙烯及其改性材料作为密封圈的母材。对聚四氟乙烯以及添加10%碳纤维的改性聚四氟乙烯进行了拉压试验,得出两种材料的应力应变关系。(2)根据节流阀密封结构,选择合适的密封类型:分析节流阀结构,得出该种节流阀共有五处需要设计密封,五处密封中,存在端面的静密封,轴向的动密封。选择O形密封圈作为端面静密封的密封形式,唇形密封圈作为轴向动密封的密封形式。(3)密封圈的结构设计:根据密封端面尺寸,确定O形密封圈线径,内径以及相配合的密封沟槽尺寸。通过数值模拟,对O形密封圈在105MPa压力下的常温及低温密封性能进行了校核;结合密封耦合面尺寸,对唇形密封圈进行结构设计。通过数值模拟,分析唇形密封圈在不同过盈量下的接触应力及有效接触宽度,调整确定过盈量。对所设计的唇形密封圈在105MPa压力下的常温及低温动、静密封性能进行了校核。(4)完成了密封圈样本的加工制造,进行了 1:1等工况的性能测试:为验证设计的正确性和可靠性,本研究设计并制造了一种可以对全部密封圈样本进行密封性能测试的压力试验装置,通过1:1实物实验和现场应用反馈,证明了本文所设计的密封系统可以承受105MPa的压差并且能够满足现场实际工况。本论文的研究对同类节流阀密封系统设计具有一定的参考价值,对实现节流阀密封组件国产化具有较为深远的战略意义。