气井环空带压条件下橡胶-管柱接触面干摩擦影响因素分析

由于气井不压井作业过程中对泄漏事故零容忍,井口密封关系到气井作业的可靠性和安全性,成为不压井技术的关键。接触干摩擦以及剪切应力是橡胶-管柱密封副损坏的直接原因。建立橡胶-管柱刚-柔接触干摩擦力学模型,分析得到温度、速度、压力是影响干摩擦特性的重要因素。建立橡胶Mooney-Rivlin模型,对丁腈橡胶在干摩擦工况下的摩擦磨损情况进行ABAQUS有限元模拟,对比单一因素变化及耦合工况下剪切应力对橡胶的损坏规律。研究表明:单一影响因素时,摩擦生热随着相对滑动速度的加快,使接触面温度升高,导致橡胶硬度变化,加剧磨损;耦合工况下速度对剪切应力影响最大。