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[4页]泥浆脉冲发生器活塞往复运动密封装置设计.docx

 

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【文章简介】泥浆脉冲发生器活塞往复运动密封装置设计 林 坤,马朝选,郭嗣杰 ( 中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸,056027)摘 要: 无线随钻泥浆脉冲发生器活塞往复运动密封装置在高温和高压环境下工作,既要保证密封可靠,使用寿命长,又要运动平稳,防止运动不平稳卡死。介绍了活塞往复运动密封装置结构,给出了核心部件主阀筒、活塞和耐磨套的设计。利用Y 型密封圈的自密封作用,一对Y 型密封圈背靠背安装在活塞上,做双向密封。主阀筒内装有耐磨套和弹簧,活塞通过螺纹跟信号阀杆连接。在井下工作时,在泥浆压力和弹簧的作用下,信号阀杆带动活塞在该往复运动密封装置内做往复运动,活塞在耐磨套内运动,其范围不会超出耐磨套长度。现场试验该密封装置未曾发生泄漏现象,密封效果良好。关键词:随钻测量;动密封;活塞;往复运动;Y型密封圈中图法分类号:TH138文献标识码:A文章编号:2096-0077(2016)06-0019-04DOI:10.19459/j.cnki.61-1500/te.2016.06.004DesignonPistonReciprocatingMotionSealDeviceoftheMud PulseGeneratorLIN Kun,MA Chaoxuan,GUOSijie( The 718 Research Institute of CSIC,Handan Hebei056027,China)Abstract:Pistonreciprocatingmotionsealingdeviceforthemudpulsegeneratorinwirelessmeasurementwhiledrillingworkedunderhigh temperatureandhighpressureenvironment.Itwasnecessarytoensurenotonlyreliablesealingandlongservicelife,butalsoastablemove- menttopreventthestuckmovementoftheunevenstability.Thestructureofthepistonreciprocatingsealdevicewasintroduced,andthe corecomponentofthemainvalvecylinder,pistonandwearresistantsleeveweredesigned.Usingtheself-sealingeffectofY-ring,apairof Y-ringwasmountedonthepistonbacktoback,two-wayseal.Themainvalvecylinderwasprovidedwithawear-resistantsleeveanda spring,andthepistonwasconnectedwiththesignalvalvestemthroughascrewthread.Thepistonwasdrivebythesignalvalverodtodo reciprocatingmotioninthereciprocatingmotionsealingdeviceundertheactionofthemudpressureandthespringunderthewell.Thepis- toncanmovewithinthewearresistantsleeve,andtherangeofthepistoncannotexceedthelengthofthewearresistantsleeve.Thefield loggingtesthadnotleakagephenomenon.Thesealingeffectwasgood. Keywords:measurementwhiledrilling;dynamicseal;piston;reciprocalmotion;Y-typesealring0引 言   密封的作用就是将接合面间的间隙封住、隔离或切断泄漏通道,增加泄漏通道中的阻力,或者在通道中加设小型做功元件,对泄漏物质造成压力,与引起泄漏的压差部分抵消或完全平衡,以阻止泄漏。往复动密封除了要承受介质压力外,还必须承受相对运动引起的摩擦、磨损; 既要保证一定的密封,又要满足运动性能的各项要求。泥浆脉冲发生器是无线随钻测量系统中的重要组 成部分,其主要功能是将井下测量信号转换为泥浆脉冲信号传至地面。现有泥浆脉冲发生器活塞往复运动密封装置在井下几千米工作,长时间经受高速流动泥浆冲蚀,耐冲蚀性较差,使用寿命较短,从而无法保证无线随钻测量系统长时间稳定工作。在主阀筒内,活塞上的密封圈与主阀筒直接接触,极易被泥浆中杂质拉伤,腐蚀出环形不规则圆坑,造成密封失效,严重影响使用寿命。本文对泥浆脉冲发生器活塞往复运动密封装置进行研究和分析,对该装置进行方案设计,给出了主阀筒、活塞和耐磨套的设计,取得了很好的密封效果良好。1密封圈的选择  Y型密封圈的截面呈Y型,如图1所示,Y型密封圈两唇高度相等,唇边在密封耦合零件两壁面上的压应力相同。 图1 Y型密封圈  由于Y型密封圈结构简单紧凑、抗根部磨损能力强,工作位置较稳定。因此,在泥浆脉冲发生器活塞往复运动密封装置中选用Y 型唇型密封圈,唇口要对着压力高的一侧,才能发挥作用。同时,由于Y型密封圈只能作单向密封,该装置选用一对Y 型唇型密封圈作双向密封。  工程中往复运动密封中常用的材料丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶和硅橡胶,由于氢化丁腈橡胶耐热性、耐碱性、耐油性和物理机械性能优于其它三个,所以选用硬度为邵氏70的氢化丁腈橡胶用作活塞往复运动

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