耐高温高压封隔器密封材料探究及应用.doc

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1、耐高温高压封隔器密封材料探究及应用【摘要】封隔器是石油勘探开发中井下作业的重要工具之一，为确保层间封隔，顺利高效完成井下作业，封隔器上的密封元件一一胶筒，是封隔器的核心部件。本项目皆在研究开发出耐高温(150°C〜170°C)耐高压(35〜55Mpa)新型密封材料一一封隔器胶筒。【关键词】井下作业；封隔器；胶筒引言封隔器是石油勘探开发过程中井下作业的重要工具之一，封隔器在各油田的生产实践中广泛应用，其密封元件一一胶筒，是封隔器的核心部件。密封材料的性能决定了封隔器能否有效地实现层间封隔，并能适应不同地层条件下，如高温高压下长期使用。上个世纪八十年代，我们针对江斯

2、顿地层测试器胶筒进行开发研究，成功地研究出wi2(rc的封隔器胶筒，广泛应用于各油田，替代了进口胶筒。随着石油及天然气的勘探开发不断向深部地层进军，地层条件复杂、苛刻，对封隔器的密封元件一一胶筒的耐高温高压的性能需求十分迫切。目前国内生产的封隔器胶筒大多只适用于温度W12(TC,压力W25Mpa的条件，而能够适用于15CTC、35Mpa以上的封隔器主要是从国外进口。这样不仅价格昂贵，而且由于供货不及时，在很大程度上影响油田的开发建设，我们针对这一市场需求，开展了耐高温高压封隔器胶筒的开发研究，并获得了成功。%1.实践部分1.设备：XK—150双滚筒炼胶机XK—4

3、00双滚筒炼胶机100T平板硫化机2.仪器：（邵尔A）硬度计高低温拉力试验机3.原料:FKM、AcM、HNBR、Aflas、EPDM、补强剂、防老剂、硫化剂及其他助剂。4.配方研究：根据井下地质条件对封隔器密封元件性能的要求，我们对上述橡胶原料进行筛选，确定了以Aflas/HNBR作为主体材料，选择耐高温硫化剂、防老剂、补强剂及其他助剂进行制样试验，并与进口原料试样对比，见表15•封隔器胶筒的结构设计封隔器胶筒的耐温耐压的性能除与其密封胶料本身的性能有关外，还与胶筒的结构有关，为了更进一步提高封隔器胶筒的抗压、抗拉、抗撕裂性能，我们设计出胶筒的多层结构，见图16

4、.生产工艺流程：配料一一塑炼混炼一一下片一一精炼一一注压一一硫化启模修边检验入库二、现场应用部分本产品开发研制成功以后，先后在大庆油田、胜利油田、大港油田、华北油田、辽宁阜新石油工具厂等单位反复试用，其性能达到设计要求，满足现场作业需求。兹例举如下：在采油卡水措施中，大港沁丰科技发展有限公司使用我厂生产的高温封隔器胶筒，在大港油田板863井，井深3768米，井温153°C.工作压差32Mpa,井下工作116天，密封良好，仍继续工作。华北石油华艺技术开发有限公司在青海朶斯油田使用Y341—148、Y341—114封隔器，井深3878米，井温155°C,工作压差30

5、Mpa,井下工作一年多，密封仍然良好。在酸化压裂措施中，华北井下作业公司使用我厂生产的EA型、CS—1型封隔器密封件，在赵66井酸压，井深5400米,封隔器下深5264米，温度156°C.井口施工压力达82Mpa,密封良好。兴隆1井酸压作业，井深5100米，井温147*施压80Mpa,封隔器密封效果良好。在地层测试作业方面，胜利油田井下作业公司试油测试大队，用我厂生产的裸眼胶筒，最高测试井温17(TC〜177°C,测试压差48.7Mpa,密封良好。华北测试公司吐哈分公司玉门项目部，在玉门青西深井测试中，测试井段4056.9米〜4148.3米，地层压力54.91M

6、pa,地层温度13LC,工作良好,用户特别满意。三、结果与讨论1.由表1的性能对比试验数据可见，本厂的1#、2#样品的耐高温物理性能均优于进口样品。2•胶筒的结构设计采用多层防护结构是一种较好的选择，这样制成的胶筒受压时，护环张开均匀承压力高。3.硫化剂、防老剂、补强剂及其他助剂的选择必须与主胶原料搭配合理，才能确保胶筒耐高温热氧老化，高抗撕裂性能，同时并能保证生产过程中胶料流动性好。四、结论1.通过现场应用2000套的实践证明耐高温高压封隔器的性能达到了耐温150°C〜170°C,耐压35〜55Mpa,并可长期使用。2.本产品的研制成功，实现了国产化，可替代国

7、外产品，且价格仅为国外同类产品的三分之一，具有较好经济效益的预期。参考文献[1]肖风亮•世界橡胶工业第七期第33卷TherbanTNBR在耐热和耐油密封件及垫片中的应用。作者简介李明晏（1957.11）,男，汉，山东郛城人，华北石油管理局橡胶制品厂，助理工程师，中专。