油浸封隔器胶筒力学性能试验及相关性机制研究.pdf

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1、2016年1月润滑与密封Jan．2016第4l卷第1期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．41No．1DOI：10．3969／j．issn．0254-0150．2016．01．011油浸封隔器胶筒力学性能试验及相关性机制研究吕凤霞周力王尊策曹梦雨别锋锋闰月娟(1．常州大学机械工程学院江苏常州213164；2．东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318)摘要：按照国标规定方法对油田常用4种封隔器胶筒胶料进行油浸试验，通过单轴拉伸试验获得4种材料的应力一应变曲线。试验结果表明，油浸后胶料的拉断强度与非油浸相比均下降约20％，油浸和非油浸胶料的应力一应变关系趋势

2、基本相同，而随着变形的增加，油浸后胶料逐渐变硬。采用链状分子统计力学进行胶筒材料油浸相关性机制研究．发现油浸后材料产生溶胀以及溶胀引起应变均影响应变能密度函数的形式．与试验结果所得油浸后胶简应力一应变关系变化趋势相符合。研究结果为更加合理建立封隔器胶筒的本构关系奠定了基础。关键词：封隔器胶筒；油浸；应力一应变关系；相关性机制中图分类号：TB42文献标志码：A文章编号：0254—0150(2016)0卜059—05MechanicalPropertyTestandCorrelationMechanismResearch0nImmersedPackerRubberLVFengxiaZH

3、OULiWANGZunceCAOMengyuBIEFengfengYANYuejuan(1．SchoolofMechanicalEngineering，ChangzhouUniversity，ChangzhouJiangsu213164，China；2．CollegeofMechanicalScienceandEngineering，NortheastPetroleumUniversity，DaqingHeilongjiang163318，China)Abstract：Accordingtonationalstandardmethod，theoilimmersiontestonth

4、eoilfieldcommonlyusedpackerrubbers(nitrilerubberandhydrogenatednitrilerubber)wascarriedout，thestress．straincurvesofoil．immersedrubberswereob-tainedbyuniaxialtensiletest．Theresultsshowthatthebreakstrengthofimmersedpackerrubberisdecreasedby20％．whilethestrainstressrelationshipisconsistent．andthei

5、mmersepackerrubbersarehardenwiththeIncreasingdeforma-tion．Correlationmechanismontheimmersedpackerrubberwasstudiedusingstatisticalmechanicsofchainmolecules．Itisshownthatthestrainenergyfunctionofpackerrubberisaffectedbytheswellingofrubberafterimmersedandthestraincausedbyswellingafterimmersed．The

6、analysisresultofthechangeofstrain．stressrelationshipofrubberisconsistentwiththetestresult．Thisresearchlaysthefoundationofestablishingconstitutiverelationsofpackerrubbersmorereasonably．Keywords：packerrubber；oilimmersion；stress-strainrelationship；corelationmechanism随着国内大多数油田分注、分采工艺朝细分层和Mooney-Ri

7、vilin[卜。模型和Yeoh_3模型，通过进行室小卡距的方向发展，决定油水层分隔性能可靠与否的内橡胶材料基础实验确定材料模型系数。封隔器胶筒成为广大科研工作者的研究重点。但由于封隔器随整趟管柱下入井底距封隔器坐封需要一受到井下复杂工况条件以及试验手段的限制，多数的段时间，坐封之后，若整趟管柱不发生破坏，则在井研究人员采用数值模拟的方法来对封隔器胶筒在井下下介质中工作的时间将可能是一年、两年甚至更长。的力学行为进行预测。封隔器胶筒为橡胶材料，具有因此坐封前后封隔器都在