垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊及其制備方法，包括下述質(zhì)量份數(shù)的原料：二元雙酚硫化體系的氟橡膠G-373為100、炭黑5～50、金屬氧化物1.0～15.0、吸酸劑1.0～15.0、耐高溫蠟0.5～5.0、加工助劑1.0。本發(fā)明的壓力補(bǔ)償器膠囊安裝在內(nèi)部為美孚ATF220或者SCH524的液壓油，外部為鉆井液的使用環(huán)境中，在壓力140MPa，溫度150℃的條件下，可以安全運(yùn)行200小時(shí)，完全滿足了垂直鉆井工具對密封件的要求。
【專利說明】垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油鉆井工具所用密封件的制備方法，具體是安裝在垂直鉆井工具上的壓力補(bǔ)償器橡膠囊的制備方法，屬于橡膠膠囊制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在復(fù)雜斷塊深井鉆井過程中，高陡構(gòu)造防斜打快是一個(gè)世界性的難題，已成為鉆井工程的技術(shù)“瓶頸”，采用常規(guī)的糾斜鉆具組合均無法有效解決這些地區(qū)的防斜打快技術(shù)難題，目前國際上解決此問題的最佳工具為垂直鉆井系統(tǒng)。
[0003]國外在垂直鉆井技術(shù)方面有代表性的是斯倫貝謝公司的Power-V垂直鉆井系統(tǒng)、貝克休斯公司Vert1-Track垂直鉆井系統(tǒng)和哈里伯頓公司的V-Pilot垂直鉆井系統(tǒng)。渤海鉆探工程公司工程技術(shù)研究院經(jīng)過多年來的科技攻關(guān)，終于研制出了適應(yīng)于171/2"和16"井眼的BH-VDT5000垂直鉆井系統(tǒng)。但該垂直鉆井系統(tǒng)的核心密封件之一的壓力補(bǔ)償器橡膠囊存在著耐高溫、耐液壓油、耐鉆井液性能差、使用壽命短等技術(shù)問題，嚴(yán)重影響著垂直鉆井工具的有效使用，不能滿足鉆井生產(chǎn)的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種垂直鉆井工具用的壓力補(bǔ)償器橡膠囊制造工藝，用本發(fā)明的制造工藝制造的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊耐高溫、耐液壓油、耐鉆井液性能好、使用壽命長，可以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，保證垂直鉆井工具長期有效工作。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊，包括下述質(zhì)量份數(shù)的原料:
[0006]
二元雙酚硫化體系翁氟椽胺G-373100
炭黑5~50
金屈氧化物1.0~15.0
吸酸劑1.0~15.0
耐W溫蠟0.5~5.0
加工助劑1.0?
[0007]所述耐高溫蠟為棕櫚蠟。
[0008]所述炭黑為中粒子熱裂炭黑。
[0009]所述金屬氧化物為活性氧化鎂。
[0010]所述吸酸劑為氫氧化鈣。
[0011]所述加工助劑為德國STRUKTOI: WS280。
[0012]上述的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊的制備方法，包括以下步驟:
[0013]步驟1:主體膠料加工工藝
[0014]先將生膠二元雙酚硫化體系的氟橡膠G-373進(jìn)行薄通壓合，再加入少許炭黑和按質(zhì)量份數(shù)加入金屬氧化物進(jìn)行薄通壓合，再加入剩余炭黑、耐高溫蠟和加工助劑，進(jìn)行翻煉，均勻下片；
[0015]步驟2:橡膠囊制造
[0016]按照橡膠囊的尺寸對膠片下料，纏繞在橡膠囊模具芯模上，合好上下模具；進(jìn)行硫化:壓力 10-15MPa，溫度 15-170°C，時(shí)間 40_90min ；
[0017]步驟3:橡膠囊二段硫化:室溫一1500C X I小時(shí)一2000C X (15-24)小時(shí)。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的壓力補(bǔ)償器膠囊安裝在內(nèi)部為美孚ATF220或者SCH524的液壓油，外部為鉆井液的使用環(huán)境中，在壓力140MPa，溫度150°C的條件下，可以安全運(yùn)行200小時(shí)，完全滿足了垂直鉆井工具對密封件的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1本發(fā)明的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2本發(fā)明的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊模具結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖中，1-橡膠囊模具上模，2-橡膠囊模具下模，3-橡膠囊模具芯模4-定位環(huán)。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0023]如圖1、2所示，本發(fā)明的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊，包括下述質(zhì)量份數(shù)的原料:
[0024]
— 兒雙酚硫化體系的氟橡膠G-373100
炭黑5~50
金規(guī)V(化物1.0~15.0 吸酸劑L O~15.0 耐W溫蠟0.5~5, O
加.1:助劑1.00
[0025]所述耐高溫蠟為棕櫚蠟。
[0026]所述炭黑為中粒子熱裂炭黑。
[0027]所述金屬氧化物為活性氧化鎂。
[0028]所述吸酸劑為氫氧化鈣。
[0029]所述加工助劑為德國STRUKTorWS280。
[0030]上述的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊的制備方法，包括以下步驟:
[0031]步驟1:主體膠料加工工藝
[0032]先將生膠二元雙酚硫化體系的氟橡膠G-373進(jìn)行薄通壓合，再加入少許炭黑和按質(zhì)量份數(shù)加入金屬氧化物進(jìn)行薄通壓合，再加入剩余炭黑、耐高溫蠟和加工助劑，進(jìn)行翻煉，均勻下片；
[0033]步驟2:橡膠囊制造
[0034]按照橡膠囊的尺寸對膠片下料，纏繞在橡膠囊模具芯模上，合好上下模具；進(jìn)行硫化:壓力 10-15MPa，溫度 15-170°C，時(shí)間 40_90min ；
[0035]步驟3:橡膠囊二段硫化:室溫一1500C X I小時(shí)一200°C X (15-24)小時(shí)。
[0036]日本大金工業(yè)株式會社所屬大金氟化工(中國)有限公司用當(dāng)前尖端聚合設(shè)備及獨(dú)特的高溫預(yù)混工程設(shè)備生產(chǎn)的高品質(zhì)的二元雙酚硫化體系的氟橡膠G-373 (即添加了硫化劑和硫化促進(jìn)劑的預(yù)混膠產(chǎn)品)，G-373具有優(yōu)越的壓縮久變形性能和伸長率；炭黑為中粒子熱裂炭黑；金屬氧化物活性氧化鎂；吸酸劑為氫氧化鈣；加工助劑系德國STRUKTOI/WS280，有機(jī)硅氧烷組分/惰性填料(75% /25% )。
[0037]本發(fā)明采用氟橡膠整體模壓制造工藝。膠料配方主體選用耐熱性能和耐油性能優(yōu)異的氟橡膠，設(shè)計(jì)選擇了采用炭黑補(bǔ)強(qiáng)填充，具有比較全面的性能和較好的填充能力，膠料粘度較低，具有良好的模內(nèi)流動性能；使用耐高溫蠟，保證了制品的脫模性能。設(shè)計(jì)了半開放式模具，填膠容易，定位準(zhǔn)確，容易排氣，脫模便利，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0038]使用時(shí)，壓力補(bǔ)償器橡膠囊的密封環(huán)嵌入垂直鉆井工具金屬容腔密封凹槽內(nèi)，經(jīng)壓縮橡膠部分產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，在內(nèi)部壓力作用下，對橡膠施加環(huán)狀擠壓，橡膠變形，堵塞間隙，從而起到密封作用。
[0039]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行說明，實(shí)施例1-5的配方見表1
[0040]表1壓力補(bǔ)償器膠囊實(shí)施例1-5配方(質(zhì)量份數(shù))
[0041]

【權(quán)利要求】
1.一種垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊，其特征在于，包括下述質(zhì)量份數(shù)的原料: 二元雙酚硫化體系的氣橡膠(;-373100
炭黑5~50金厲K化物1.0~15.0 吸酸劑1.0~15.0 耐高溫蠟0.5~5.0加工助劑I O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊，其特征在于，所述耐高溫臘為棕櫚臘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊，其特征在于，所述炭黑為中粒子熱裂炭黑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊，其特征在于，所述金屬氧化物為活性氧化鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊，其特征在于，所述吸酸劑為氫氧化鈣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊，其特征在于，所述加工助劑為德國 SrTRUKTOLe WS280。
7.如權(quán)利要求1所述的垂直鉆井工具用壓力補(bǔ)償器橡膠囊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:主體膠料加工工藝 先將生膠二元雙酚硫化體系的氟橡膠G-373進(jìn)行薄通壓合，再加入少許炭黑和按質(zhì)量份數(shù)加入金屬氧化物進(jìn)行薄通壓合，再加入剩余炭黑、耐高溫蠟和加工助劑，進(jìn)行翻煉，均勻下片； 步驟2:橡膠囊制造 按照橡膠囊的尺寸對膠片下料，纏繞在橡膠囊模具芯模上，合好上下模具；進(jìn)行硫化:壓力 10-15MPa，溫度 15-170。。，時(shí)間 40-90min ； 步驟3:橡膠囊二段硫化:室溫一1500C Xl小時(shí)一2000C X (15-24)小時(shí)。
【文檔編號】C08L27/12GK104177737SQ201410398917
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】周振良, 付寶強(qiáng), 汝大軍, 王海巖, 馬哲, 李曉鵬, 楊文龍, 吳世民 申請人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司, 凱迪西北橡膠有限公司