林坤, 马朝选, 李军科, 郭嗣杰, 王洁冰

(中国船舶重工集团公司第七一八研究所, 河北 邯郸 056027)

0 引 言

石油测井仪器在井下要承受高温高压作用,为了避免仪器因高压而损坏,保持仪器的内外压力平衡是既简单又可行的方法。

硅油具有氧化稳定性、良好的润滑性、不导电、对气泡不溶解和去气泡性能、对橡胶密封件无腐蚀和不溶解等良好的性质,而且在高温、高压作用下体积变化不大,所以选用硅油作为实现内外压力平衡的介质[1]。当硅油在高温高压作用下体积发生改变时,仪器内部的油腔空间也应随之增大或减小,从而使仪器内外压力保持平衡,达到压力补偿的作用。

泥浆脉冲发生器的活塞在井下高温高压作用下工作的力学机制非常复杂,活塞在井下既要移动灵活,又要密封可靠,是活塞压力平衡装置所遇到的新问题和挑战。本文通过分析活塞往复运动密封机理,采取措施避免活塞往复运动造成泄露;通过建立压力平衡装置的静态与动态力学模型,分析影响活塞移动灵活的因素和井下工作的运动规律,为压力平衡结构设计提供理论指导,并对该结构进行了优化设计。

1 活塞往复运动密封机理分析

用作往复运动密封时,O型密封圈的预密封效果和自密封作用与静密封一样;O型密封圈因自身的弹性,具有磨损后自动补偿的能力。当往复运动时,密封依靠密封件与运动活塞杆之间流体膜的弹性流体动压效应实现。

O型密封圈的动密封机理如图1所示。……