随行振动胶塞用芳纶纤维布复合材料的制备及摩擦磨损性能*

于 洋 景卜卜 杨广元 徐桂鹏 原晨康 李争光

(西安科技大学机械工程学院 陕西西安 710054)

在石油钻井、固井中，使用随行振动胶塞进行固井作业时，振动胶塞与套管进行共频振动，与井壁进行自上而下的振动接触，并与井下的岩石、水泥浆等产生剧烈的摩擦磨损，因此要求振动胶塞具有较好的耐磨性。此外，随行振动胶塞在套管里长期工作，环境温度高，要求胶塞材料有较高的耐热性；随行振动胶塞在钻井、固井时，井下的水泥浆呈碱性，要求随行振动胶塞具有较强的耐碱性。因此，对振动胶塞进行改性，增强振动胶塞的耐磨性，不仅可延长其使用寿命，减少振动胶塞的更换频率，而且可在固井时使得水泥浆固化更加密实，开采油气的安全性大幅提高，从而提高社会效益与经济效益[1-2]。

芳纶纤维具有各种优良性能，例如高强度、高模量、耐碱性、密度小和耐磨损等，且芳纶纤维不污染环境、对人体无害，因此，芳纶纤维是一种较为理想的橡胶增强材料。研究人员通过试验对影响芳纶纤维的耐磨性因素进行了研究。李鑫陵等[3]实验研究了影响芳纶织物撕破强力的因素，结果表明：高密度平纹机织物，织物撕破强力与织物经纬密度成正比关系；中低密度平纹机织物，织物撕破强力与织物经纬密度成反比关系。刘旭军等[4]对芳纶纤维在不同负荷和速度条件下的摩擦磨损情况进行了实验分析，实验结果表明：当负荷增大，芳纶纤维织物的摩擦因数降低，磨损率增大；……