捞油抽子密封橡胶筒力学性能研究

崔健，谢劲松

（长春理工大学 机电工程学院，长春 130022）

0 引 言

随着石油资源的消耗，地下油层的含油量也在逐渐降低，这导致部分油井产油率下降，传统的抽油方式已不适合在此类产油低的井上工作。因此，在最近十年中一种新型采油方式得到发展，柔性捞油抽子替代了刚性抽油杆和泵的组合方式，与传统抽油方式相比，它克服了小冲程、多冲次的缺点，可以实现长冲程，同时降低了冲程次数。其中密封橡胶筒这一零件至关重要，通过捞油抽子在井下的往复运动，液柱自身重力使密封橡胶筒膨胀或复原，以实现提捞油的功能。但是在这一工作过程中存在一个矛盾问题，密封橡胶筒在与管壁接触时必定会与管壁产生摩擦，因为密封橡胶筒变形过大会导致磨损程度发生变化，过度磨损会加剧抽子损坏，直接加大了抽油漏失率。因此，需要找到在密封橡胶筒形变、应力、与摩擦力、磨损之间的关系。

1 密封橡胶筒几何模型建立

依据捞油抽子工作原理和加工工艺要求建立密封橡胶筒模型，如图1 所示。

图1 密封橡胶筒

2 密封橡胶筒形变、应力、摩擦力、磨损之间关系建模

密封橡胶筒的形变、应力与材料力学、弹性力学相关，摩擦力随着井下位置变动而变化，在其它因素不变的情况下，磨损与摩擦力成线性关系。

2.1 理论模型基本假定

1）假定橡胶密封筒工作范围在弹性变形范围内，并且不会达到塑性变形。2）在满足工作要求下对密封橡胶筒实物进行简化处理，例如去掉倒角、螺纹等。……