性液體及器件的產業(yè)化已有30多年的歷史。從60年代美國宇航局用磁性液體解決宇宙服可轉動部分的密封及在空間失重狀態(tài)下的燃料補充問題至今，磁性液體已廣泛應用于密封技術、傳感技術、阻尼技術、潤滑技術、能量轉換技術和精密軸承技術等領域2.全世界每年都有數以萬計的磁性液體元器件上市。磁性液體密封是磁性液體的產業(yè)化過程中最早出現的技術，其應用范圍從真空密封，氣體密封擴展到液體密封。密封介質為液體時，磁性液體密封的穩(wěn)定性和持久性（和氣體介質比較）明顯減小，因為磁性液體和被密封的液體介質的分界面上，兩種液體彼此溶解或乳化，磁性液體密封的壽命依賴于兩種液體分界面上發(fā)生的許多物理現象和化學現象。由于液體密封在實用上的重要丨性國內外都重視研究液體的磁性液體密封技術3~7.本文將高粘度磁性液體8（粘度要大于105mPa°s，飽和磁化強度要大于10A°m2/kg）和密封技術應用于油田專用管式抽油泵（柱塞泵）的間隙密封，以提高泵效，增產原油。抽油泵的磁性液體密封是利用磁場，在柱塞與泵筒的間隙內形成磁性液體密封環(huán)來阻塞油液的一種密封。從密封介質講是液體密封，從運動形式講是往復運動的磁性液體密封6.油井的情況復雜，對不同的油井，原油中含水，含沙情況不同，原油的粘度也不同，如稀油，稠油，高凝油等。

　　抽油泵工作于井下1000~2000m深處，液體介質的溫度高（約70°C），而且柱塞的往復運動行程大。這些情況都增加了應用磁性液體密封的難度。實際上，磁性液體密封技術應用于油田抽油泵，難于達到嚴格不泄漏的密封，因為柱塞往復運動行程大，密封間隙很難保持嚴格不變，而且磁性液體也有散失。但是通過磁性液體密封，減少漏失量，提高泵效是可能的。

　　磁性液體的一個重要性質是在磁場中能排擠出其中非磁性物體顆粒。由于這種性質，在抽油泵中采用磁性液體密封技術后，使泵具有一定的防沙功能。由于油井下面的原油中含有細沙，使抽油泵常常出現卡泵現象。磁性液體密封的防沙功能，有利于防止卡泵現象，可延長抽油泵的工作周期，減少檢泵次數。

　　1柱塞泵的磁性液體密封結構給出柱塞泵的間隙密封結構示意圖，主要密封件是磁環(huán)和環(huán)形極靴，它們都是裝在圓筒形柱塞的表面壁上。磁力線由磁環(huán)的N極出發(fā)經過極靴、間隙（其中充滿磁性液體）、泵筒壁后進入磁環(huán)的S極而構成閉合回路。抽油泵工作時，柱塞圓筒和泵筒間隙處的磁性液體在極齒磁場的作用下形成密封環(huán)。為了提高耐壓能力，極齒作成多極，而且采用了多層磁環(huán)結構。由于柱塞與泵筒的相對運動是沿軸線方向的滑動運動，間隙處的磁性液體的散失是難免的，這就影響磁性液體密封持續(xù)的壽命。為了延長磁性液體的有效密封時間，采用了補償磁性液體的結構，就是在極靴中設計了能儲存磁性液體的環(huán)形槽（用細孔道與極齒相連），能不斷補充磁性液體。將這種磁性液體密封件應用于柱塞泵，能大幅度延長磁性流體的有效密封時間。

　　1.柱塞圓筒壁2泵筒壁，3.磁環(huán)，4隔磁環(huán)5.極靴，6.儲存環(huán)槽柱塞泵的磁性液體密封結構示意室內試驗結果為了確定這種密封結構的效果，在室內進行了打壓試驗。密封和漏失量試驗的介質使用GB252―81《輕柴纟油〉中的10號輕柴油。表1給出了普通極泵加磁性液體密封結構前后漏失量對比。結果表明，加密封結構后在相同配合間隙下漏失量明顯減少，二級配合間隙泵漏失量為一級泵漏失量。表2給出了相同漏失量磁性液體密封泵與普通泵間隙比較。結果表明，同泵徑同漏失量的普通泵與磁性液體密封泵比較，磁性液體密封泵可有較大間隙，所以即使泵有磨損照樣能正常運行。表1普通極泵加磁性液體密封結構前后漏失量對比泵型公稱直徑間隙等級試驗壓力（MPa）最大漏失量（ml/min）加密封結構前加密封結構后管式令56管式令56管式效的情況下，磁性液體密封抽油泵仍能有效地工作。

　　表3磁性液體密封抽油泵現場運行試驗數據井號①普通泵平均曰產量②磁性液體密封泵平均日產量泵效比曰增油統(tǒng)計天數（天）累計增油液油含水液油含水曙15洼31洼13洼17興82茨23曙06曙3曙9曙6平均注：產液量為0表示施工前抽不出油。

　　表4磁性液體密封抽油泵的泵效表2相同漏失量磁性液體密封泵與普通泵間隙比較泵型公稱直徑試驗壓力（MPa）漏失量間隙等級備注普通管式磁性液體密封管式泵I級普通泵最大漏失量2894ml/min 3現場運行效果表3和表4中列出了部分試驗數據，表的井號欄中洼、興、茨、曙等標記表示遼河石油勘探局所屬不同采油廠。試用結果表明，磁性液體密封抽油泵和普通泵比較，泵效平均提高25%以上，同時延長了了檢泵周期。即使在抽油泵磨損，間隙變大，普通泵失井號（曙采）泵效（％）4結論（1）油泵的磁性液體密封是在間隙密封基礎上采用的一種輔助密封，其主要作用是提高泵效，減少油液的泄漏量，增產原油，并具有一定的防沙作用。

　　實驗中采用的聚酰亞胺模塑粉是一種熱塑性樹脂，用于填充丁腈橡膠時可起到一定的補強作用3.一般而言，填充硫化膠的破壞是發(fā)生在橡膠一填充劑的相界面上4.當丁腈橡膠中存在聚合物粒子時，由于裂紋的曲線發(fā)展以及破壞應力由一個樹脂填充劑粒子向另一個粒子轉移，而使破壞途徑延長，從而可以起到阻礙斷裂的作用。此外，聚酰亞胺填充丁腈橡膠時，聚酰亞胺與丁腈橡膠之間發(fā)生了一定程度的化學反應，增強了橡膠與填料之間的結合強度，從而使復合材料的體積溶脹比降低。隨聚酰亞胺含量的增加，一方面填料粒子的數量增多，另一方面填料與橡膠間的化學反應增強，共混程度增加，所以，復合材料的力學性能得到了一定程度的增加5.當聚酰亞胺填充量過多時，聚酰亞胺之間發(fā)生融合，形成尺寸較大的粒子，以致于在這些地方形成破壞發(fā)生的發(fā)源地，聚酰亞胺填充量越大，這種作用越強烈，復合材料中的缺陷越多，從而造成復合材料的力學性能下降。并且，聚酰亞胺與橡膠間的化學反應在達到一定程度后不會因填料的增加而加強，相反，由于聚酰亞胺自身聚合作用的增加，兩者的相容性下降，橡膠的耐溶劑性能反而下降。

　　聚酰亞胺填充的丁腈橡膠其摩擦系數隨聚酰亞胺含量的增加而降低，這一方面與材料的硬度變化有關，另一方面也是因為聚酰亞胺自身的摩擦系數要大大低于丁腈橡膠。復合材料的磨損則主要依賴于復合材料物理機械性能的變化。

　　3結論聚酰亞胺填充丁腈橡膠，可以明顯提高復合材料的物理機械性能和摩擦學性能，當聚酰亞胺含量為橡膠質量30%時，一方面由于填料粒子對裂紋的阻止作用，另一方面由于兩者形成共混體系，使復合材料獲得了最佳的強度。

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