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        壓縮式封隔器膠筒失效原因分析

        發布日期:2018-08-03 作者: 點擊:

        封隔器膠筒都在井下作業,且完全浸在石油中,溶劑分子進入橡膠密封件交聯網絡,使其溶脹,體系網鏈密度降低,平均末端距增加,進而模量下降,見下圖:





          交聯橡膠密封件的溶脹過程包括兩個部分:一方面溶劑力圖滲入橡膠密封件內部使其體積溶脹;另一方面由于橡膠密封件體積膨脹導致網狀分子鏈向三度空間伸展,使分子網受到應力產生彈性收縮,力圖使分子網收縮。當這兩種相反傾向相互抵消時,達到了溶脹平衡,封隔器膠筒彈性模量下降,壓縮應力不變,使密封性能下降。

          溫度對密封失效影響

          溫度對密封性能的影響試驗結果見表1。




          由表1得出,溫度的升高加速了膠桶密封失效的速度。



          原因一:應力松弛

          膠筒在軸向壓縮力作用下,膠筒的工作面完全和套管壁相接觸,軸向壓縮量達到了Z大值。在外力作用下,高分子鏈段不得不順著外力方向被迫舒展,因而產生內部應力,與外力相抗衡。但是,通過鏈段熱運動調整分子構象,以至纏結點散開,分子鏈產生相對滑移,逐漸恢復其蜷曲的原狀,內應力逐漸消除,與之相平衡的外力當然也逐漸衰減,以維持恒定的形變交聯聚合物整個分子不能產生質心位移的運動,故應力只能松弛到平衡值,導致封隔器密封膠筒彈性模量下降,從而導致密封失效。

          原因二:熱氧老化引起的密封失效

          油田用的封隔器密封件Z為普及的就是耐油性能優異的丁腈橡膠密封件,丁腈橡膠熱氧老化過程見下圖:

          丁腈橡膠分子鏈上的α氫在一定溫度下與氧發生反應生成不穩定的中間體,分解成帶羰基和帶羥基的兩個鏈段。丁腈橡膠在熱氧老化過程中隨著結構的變化性能也發生相應的變化,拉伸強度和伸長強度都隨著熱氧老化的進程而下降,導致封隔器密封件密封失效。


        本文網址:http://www.cyzc365.com/news/380.html

        關鍵詞:封隔器膠筒,防噴器膠芯,特種密封件

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