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        抽油機(jī)耐磨盤根的創(chuàng)新與應(yīng)用

        2019-04-30 11:11:14王家旭張相君
        智富時(shí)代 2019年3期

        王家旭 張相君

        【摘 要】在抽油機(jī)井口采油樹上盤根盒內(nèi)大量使用的橡膠盤根,耐壓、耐磨、密封性差,使用壽命短。通過對(duì)盤根材料的性能分析,找出影響因素和能有效解決問題的辦法,設(shè)計(jì)出新型高耐磨盤根,提高盤根的使用壽命。

        【關(guān)鍵詞】耐磨盤根;黑四氟;芳綸

        一、前言

        目前,新疆采油廠寶浪采油管理區(qū)機(jī)抽油井盤根盒主要采用丁腈橡膠作為盤根。由于該油田油井深,抽油機(jī)負(fù)荷重;含水、結(jié)垢普遍,電化學(xué)腐蝕較大,普通橡膠盤根耐壓、耐磨、密封性差,使用壽命短,平均使用壽命只有12天時(shí)間。為了降低生產(chǎn)成本,減少勞動(dòng)強(qiáng)度,需要采用效果更好的油井盤根作為填料,因此,筆者設(shè)計(jì)制作了一種“高耐磨四氟芳綸盤根”,該盤根采用含有石墨粒子的聚四氟乙烯線編織成黑四氟盤根骨架,再用高質(zhì)量的芳綸纖維對(duì)黑四氟盤根進(jìn)行包角,最后用聚四氟乳液和潤滑添加劑浸漬,晾干后成型。經(jīng)試驗(yàn),該盤根的使用壽命達(dá)到60天以上,很好的滿足了寶浪油田機(jī)采油井的現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

        二、結(jié)構(gòu)工藝

        該盤根采用“黑四氟+芳綸”組合,結(jié)構(gòu)及制作過程包括幾個(gè)方面:

        1、選用優(yōu)質(zhì)黑四氟線編織成合適規(guī)格的盤根環(huán)做為骨架(盤根內(nèi)層)

        黑四氟是由含有石墨粒子的聚四氟乙烯線編織而成。具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。

        首先采用黑四氟編織成盤根環(huán)做為新式盤根的內(nèi)層骨架。這種黑四氟盤根環(huán)除了保留聚四氟乙烯所具有的耐化學(xué)腐蝕等特性外,還有良好的熱傳導(dǎo)性和自潤滑性。

        2、采用強(qiáng)度、彈性較好的芳綸纖維對(duì)黑四氟盤根環(huán)編織包角(盤根外層)

        芳綸纖維具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能。其強(qiáng)度是鋼絲的5~6倍,模量為鋼絲或玻璃纖維的2~3倍,韌性是鋼絲的2倍,而重量?jī)H為鋼絲的1/5左右,在560度的溫度下,不分解,不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能,具有很長(zhǎng)的生命周期。

        盤根四周與光桿接觸,是受力最大的部位,因此,采用芳綸纖維對(duì)黑四氟盤根環(huán)進(jìn)行包角,使黑四氟盤根的四周抗磨性能提高數(shù)倍,就可以增強(qiáng)盤根的使用壽命。

        3、采用聚四氟乳液和潤滑劑對(duì)盤根進(jìn)行浸漬提高耐腐蝕性

        聚四氟乙烯乳液有突出的耐熱、耐寒及耐磨性,還有不粘著、不吸水、不燃燒等特點(diǎn)??芍苯佑糜诮n多纖維、紡絲等制品,用以制得抗粘防腐涂層。

        因此,將編織好的盤根放在聚四氟乳液和潤滑劑中浸漬,可以提高盤根的耐腐蝕性。在研制過程中,多次試驗(yàn)表明,當(dāng)聚四氟乙烯配合潤滑劑使用,浸漬24小時(shí),效果顯著。

        三、效果分析

        高耐磨四氟芳綸盤根設(shè)計(jì)成功以后,首先選出有代表性的5口抽油機(jī)井,采用新設(shè)計(jì)的盤根對(duì)其進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn),分析使用效果,并不斷優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)工藝,使盤根的性能達(dá)到最佳狀態(tài)。

        試驗(yàn)結(jié)束后筆者先后對(duì)寶浪油田B205、B2117、B2314、B2315、B2316等20口油井進(jìn)行推廣使用,經(jīng)反復(fù)檢查確認(rèn),新型盤根平均使用壽命達(dá)到66天,其中有6口油井的使用壽命達(dá)到90天左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通丁腈橡膠盤根平均12天的使用壽命。同時(shí)帶來三大效果:1、盤根使用量大大減少,降低了油井成本。2、加盤根次數(shù)減少,增加了生產(chǎn)時(shí)間,相對(duì)增加了原油產(chǎn)量。3、降低了采油工的日常勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)也減少了因頻繁操作帶來的安全隱患。

        四、標(biāo)準(zhǔn)化及鞏固措施

        新研制的高耐磨四氟芳綸盤根,采用黑四氟+芳綸組合,在結(jié)構(gòu)上性能互補(bǔ),強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,達(dá)到即具有較好的密封性,又具有較好的耐磨性和耐腐蝕性的效果。經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),制作方法目前已定型,完整的做法是,采用含有石墨粒子的聚四氟乙烯線編織成黑四氟盤根骨架,再用高質(zhì)量的芳綸纖維對(duì)黑四氟盤根進(jìn)行包角,最后用PTFE聚四氟乳液和潤滑添加劑浸漬,晾干后成型。

        由于每一口油井的井下技術(shù)狀況、采出介質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境存在差異,為了適應(yīng)不同的生產(chǎn)環(huán)境,新研制的盤根在材料及工藝方面仍有優(yōu)化改進(jìn)的空間,盤根的耐磨性、抗腐蝕性、密封性等方面仍有提高的潛力。

        因此,后期我們將采取以下鞏固措施:1、對(duì)新研制的高耐磨四氟芳綸盤根的使用效果進(jìn)行跟蹤,對(duì)外型設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,提高盤根在不同油井不同環(huán)境下的適應(yīng)能力。2、繼續(xù)尋找新的盤根材料,對(duì)其性能進(jìn)行研究,探索嘗試新工藝、新方法,對(duì)盤根進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),提高盤根的使用壽命。

        五、結(jié)論

        高耐磨四氟芳綸盤根具有高抗磨、強(qiáng)耐壓、耐腐蝕性好的特點(diǎn),在荷載大、含水高、電化學(xué)腐蝕性強(qiáng)的油井上表現(xiàn)出很強(qiáng)的適應(yīng)性,對(duì)于泵深較淺、荷載較小的油井,使用壽命會(huì)更長(zhǎng),目前已做為寶浪油田機(jī)采油井的主要盤根。該盤根對(duì)于其他油田,不同開采環(huán)境下的機(jī)采油井具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]馬曉光,劉越,高性能纖維的發(fā)展及其在先進(jìn)復(fù)合材料中的應(yīng)用[J].纖維復(fù)合材料,2000,4(4).

        [2]嚴(yán)志云,劉安華,賈德民,芳綸纖維的表面處理及其在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用[J].橡膠工業(yè),2004,51(1):56-60.

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