耐高温高压硫化氢腐蚀用橡胶密封材料的开发

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1、耐高温高压硫化氢腐蚀用橡胶密封材料的开发中国石油大学（北京）机电工程学院材料系　1、主要研发人员及现有设备仪器情况31.1　主要研发人员31.2、主要仪器设备31.2.1样品加工、制备4原材料设计合成4配方优化4复合材料的研究41.2.2　模拟实验腐蚀工况评价41.2.3　性能测试及结构表征52、前期在该领域所做的主要工作62.1前期实验工作62.2在研相关课题63、解决问题的主要研究思路73.1　高温高压的作用73.2　酸性的作用83.3　硫的作用83.4　油气的作用8高含硫气田开发工程中需要使用

2、大量橡胶密封材料，但是高温高压H2S/CO2工况（最高PH2S达9MPa，最高PCO2为6MPa，实际温度达到150℃）会对橡胶密封材料造成强烈侵蚀，密封失效会导致高含H2S天然气泄漏事故的发生。H2S是一种剧毒气体，空气中H2S含量超过300ppm将对生命造成危险，因此高温高压及高酸性这样苛刻及复杂的工况条件给耐蚀高分子材料的设计与改性、腐蚀机理研究及产品开发带来极大的挑战。目前，该产品及其相关技术为国外几家大公司所垄断，国内仅中国石油大学生在开展高温高压H2S/CO2工况下橡胶密封材料的腐蚀机理

3、研究和相关产品的开发，产品还处于实验室研究阶段。进口产品价格高昂，素有“软黄金”之称，为满足酸性天然气开发需求，确保生命和财产安全，打破国外厂家的垄断，研究开发高抗H2S腐蚀橡胶密封材料迫在眉睫。中国石油大学（北京）机电学院材料系以腐蚀与防护作为学科发展的重点，面向石油天然气工业重大工程建设中的腐蚀问题，深入开展基础研究以及广泛开展合作。已经拥有高温高压H2S/CO2腐蚀、电化学、防腐蚀高分子材料合成及加工实验装备，同时具备完善的性能测试和表征手段。材料学科承担“973”基础研究、国家自然科学基金、

4、国防科技攻关项目及省部级科研项目达30余项。特别是目前针对普光高温高压H2S/CO2腐蚀问题，与中石化科技部、物装部、中石化勘探开发研究院、中原油田、胜利设计院、中石化工程建设部等开展了多项科研合作，率先在国内从事了抗高温高压高含硫密封材料研究工作,有明显的优势，为普光气田井下管柱用密封材料的研究及开发提供强有力的技术支持，包括：l本课题组集中了高分子材料、材料腐蚀与防护及材料失效机理研究人员，为开发能满足复杂工况下的材料的研究提供了充分的保障；l是国内唯一既能从事橡胶复合材料设计、产品开发又能在模

5、拟普光工况条件下开发橡胶及其产品腐蚀机理研究的科研单位；l充分了解世界各个石油产品供应商品（包括：哈里伯顿、斯伦贝谢、卡麦隆、贝克休斯等公司的球形防喷器胶芯、闸板防喷器密封胶、蝶阀密封环及各种O型密封圈）在不同工况条件下的使用情况及失效机理，为我们成功研发具有自主知识产权的新材料提供了大量的经验。1、主要研发人员及现有设备仪器情况耐高温高压抗H2S腐蚀用橡胶密封材料的研究涉及以下几个方面，橡胶原材料结构设计、改性、配方优化；金属/橡胶/及纤维/橡胶复合材料研究；普光实际工况的模拟及腐蚀评价；腐蚀机理

6、研究。本项目组现有高分子材料专业、腐蚀与防护专业等相关专业的研究人员14人，同时还拥有先进的研究设备与测试手段，以下就研究队伍及设备仪器情况做一个简介。1.1主要研发人员参加本项目的共14人，其中高级职称4人、讲师4人及博士硕士6人，集中了高分子材料专业、腐蚀防护专业及安全专业的多学科研究人员。表1主要研发人员姓名年龄所在单位职称研究方向分工1.周琼41中国石油大学（北京）教　授高分子材料材料设计2.高万夫51中国石油大学（北京）教　授腐蚀与防护腐蚀机理分析3.陈长风33中国石油大学（北京）副教授腐

7、蚀与防护实际工况模拟4.董玉华34中国石油大学（北京）讲师安全评价腐蚀失效分析5.张　瑛30中国石油大学（北京）副教授高分子材料材料结构分析6.丛川波29中国石油大学（北京）讲师高分子材料腐蚀实验7.吴俊涛30中国石油大学（北京）讲师高分子材料复合材料8.张国安30中国石油大学（北京）讲师腐蚀与防护腐蚀评价9.苏小妹25中国石油大学（北京）博士生高分子材料毕业论文10.姜瑞景25中国石油大学（北京）博士生腐蚀与防护毕业论文11.曹　慧25中国石油大学（北京）硕士生高分子材料毕业论文12.彭飞25中国

8、石油大学（北京）硕士生高分子材料毕业论文13.朱杰23中国石油大学（北京）硕士生高分子材料毕业论文14.刘亚南23中国石油大学（北京）硕士生高分子材料毕业论文1.2、主要仪器设备　　　中国石油大学（北京）机电学院材料系不仅拥有橡胶合成、加工、改性及制品加工设备，还能模拟高温高压H2S/CO2腐蚀设备以及材料性能检测、腐蚀机理研究等完善的性能测试和表征手段。1.2.1样品加工、制备原材料设计合成　随着高温高压高含硫气田的勘探开发,对常用橡胶密封材料提出了更加苛刻的要求,