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        耐高溫高壓封隔器密封材料研究與應用

        發布日期:2018-08-03 作者: 點擊:

        封隔器是石油勘探開發過程中井下作業的重要工具之一, 封隔器在各油田的生產實踐中廣泛應用, 其密封元件——膠筒, 是封隔器的核心部件。 密封材料的性能決定了封隔器能否有效地實現層間封隔,并能適應不同地層條件下, 如高溫高壓下長期使用。上個世紀八十年代, 我們針對江斯頓地層測試器膠筒進行開發研究, 成功地研究出≤120℃的封隔器膠筒, 廣泛應用于各油田, 替代了進口膠筒。


        隨著石油及天然氣的勘探開發不斷向深部地層進軍, 地層條件復雜、 苛刻, 對封隔器的密封元件——膠筒的耐高溫高壓的性能需求十分迫切。 目前國內生產的封隔器膠筒大多只適用于溫度≤120℃, 壓力≤25M pa的條件, 而能夠適用于150℃、 35M pa以上的封隔器主要是從國外進口。 這樣不僅價格昂貴, 而且由于供貨不及時, 在很大程度上影響油田的開發建設, 我們針對這一市場需求, 開展了耐高溫高壓封隔器膠筒的開發研究, 并獲得了成功。


        一. 實踐部分


        1. 設備: X K-150雙滾筒煉膠機 X K-400雙滾筒煉膠機


        100T平板硫化機


        2. 儀器: (邵爾A) 硬度計 高低溫拉力試驗機


        3. 原料: FK M 、 A cM 、 H N BR、 A flas、 EPDM 、 補強劑、 防老劑、


        硫化劑及其他助劑。


        4. 配方研究:


        根據井下地質條件對封隔器密封元件性能的要求, 我們對上述橡膠原料進行篩選, 確定了以A flas/H N BR 作為主體材料, 選擇耐高溫硫化劑、 防老劑、 補強劑及其他助劑進行制樣試驗, 并與進口原料試樣對比, 見表1



        5. 封隔器膠筒的結構設計


        封隔器膠筒的耐溫耐壓的性能除與其密封膠料本身的性能有關外, 還與膠筒的結構有關, 為了更進一步提高封隔器膠筒的抗壓、 抗拉、 抗撕裂性能, 我們設計出膠筒的多層結構, 見圖1





        6. 生產工藝流程:


        配料——塑煉混煉——下片——精煉——注壓——硫化——啟?!捱叀獧z驗——入庫


        二、 現場應用部分


        本產品開發研制成功以后, 先后在大慶油田、 勝利油田、 大港油田、 華北油田、 遼寧阜新石油工具廠等單位反復試用, 其性能達到設


        計要求, 滿足現場作業需求。 茲例舉如下:


        在采油卡水措施中,  在大港油田板863井, 井深3768米, 井溫153℃. 工作壓差32M pa, 井下工作116天, 密封良好, 仍繼續工作。 華北石油華藝技術開發有限公司在青海朶斯油田使用Y 341-148、 Y 341-114封隔器, 井深3878米, 井溫155℃, 工作壓差30M pa, 井下工作一年多, 密封仍然良好。


        在酸化壓裂措施中, 華北井下作業公司使用我廠生產的EA 型、C S-1型封隔器密封件, 在趙66井酸壓, 井深5400米, 封隔器下深5264米, 溫度156℃. 井口施工壓力達82M pa, 密封良好。 興隆1井酸壓作業, 井深5100米, 井溫147℃施壓80M pa, 封隔器密封效果良好。


        在地層測試作業方面, 勝利油田井下作業公司試油測試大隊, 用我廠生產的裸眼膠筒,最高測試井溫170℃~177℃,測試壓差48. 7M pa, 密封良好。 華北測試公司吐哈分公司玉門項目部, 在玉門青西深井測試中, 測試井段4056. 9米~4148. 3米, 地層壓力54. 91M pa,地層溫度131℃, 工作良好, 用戶特別滿意。


        三、 結果與討論


        1. 由表1的性能對比試驗數據可見, 本廠的1# 、 2# 樣品的耐高溫物理性能均優于進口樣品。


        2. 膠筒的結構設計采用多層防護結構是一種較好的選擇,這樣制成的膠筒受壓時, 護環張開均勻承壓力高。


        3. 硫化劑、 防老劑、 補強劑及其他助劑的選擇必須與主膠原料搭配合理, 才能確保膠筒耐高溫熱氧老化, 高抗撕裂性能, 同時并能保


        證生產過程中膠料流動性好。


        四、 結論


        1. 通過現場應用2000套的實踐證明耐高溫高壓封隔器的性能達到了耐溫150℃~170℃, 耐壓35~55M pa, 并可長期使用。


        2. 本產品的研制成功, 實現了國產化, 可替代國外產品, 且價格僅為國外同類產品的三分之一, 具有較好經濟效益的預期。


        本文網址:http://www.cyzc365.com/news/381.html

        關鍵詞:封隔器膠筒,防噴器膠芯,特種密封件

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