本發(fā)明屬于橡膠材料及其制備領域，涉及一種頁巖氣用耐油基螺桿鉆具。
背景技術：
全球隨著煤炭和石油、天然氣等資源的逐漸匱乏，達摩克斯劍高懸，能源危機頻現(xiàn)，能源成為制約世界經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，中國亦是如此，因此，尋找和開發(fā)新一代綠色環(huán)保能源成為當前的重中之重，頁巖氣作為一種新能源成為了眾多企業(yè)發(fā)展的方向。近幾年來我國主要在四川、鄂爾多斯盆地的長寧、威遠、昭通、涪陵等地取得頁巖氣勘探突破，特別是在四川的涪陵、涪陵取得了頁巖氣的高產(chǎn)，而頁巖氣的開采的特殊性和復雜性，特別是不同于石油開采，隨之而來的頁巖氣開采用耐油基螺桿鉆具的研發(fā)成為了當前迫切需要解決的難題。
隨著巖頁氣井的開采規(guī)模越來越大，耐油基螺桿鉆具在工作的過程中得到越來越廣泛的使用。頁巖氣用耐油基螺桿鉆具在含有大量柴油成分的油基泥漿環(huán)境下，耐油基螺桿鉆具內部的橡膠材料會產(chǎn)生較大的體積膨脹，會使耐油基螺桿鉆具的物理機械性能下降，會對耐油基螺桿鉆具的壽命產(chǎn)生一定的影響，有效縮短耐油基螺桿鉆具的壽命，甚至會使定子橡膠失效，從而導致耐油基螺桿鉆具無法繼續(xù)使用，因此，迫切需要開發(fā)出具有良好耐油性能的耐油基螺桿鉆具，并保證工作的正常進行。我國現(xiàn)有企業(yè)在頁巖氣用耐油基螺桿鉆具上也有所研究，但他們走的是引進、服務、仿制、生產(chǎn)、替代的路線，仍未形成具有國際競爭力的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具，我國頁巖氣用耐油基螺桿鉆具面臨新的挑戰(zhàn)，因此，企業(yè)需要在現(xiàn)有的耐油基螺桿鉆具的基礎上，對頁巖氣用耐油基螺桿鉆具進行更進一步的研究，對現(xiàn)有的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具進行更進一步的改善，使頁巖氣用耐油基螺桿鉆具得到更加廣泛的應用。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的不足，提供了一種頁巖氣用耐油基螺桿鉆具，以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種頁巖氣用耐油基螺桿鉆具，其特征在于，所述螺桿鉆具包括轉子、橡膠襯套以及定子套管，所述橡膠襯套由以下質量份數(shù)的原料制成：氫化丁腈90-110份，碳黑95-115份，白碳黑18-26份，氧化鋅15-24份，硬脂酸3-7份，防老劑13-19份，古馬隆13-17份，分散劑1-5份，鄰苯二甲酸二辛脂8-13份，增塑劑17-23份，硫磺0.5-1.8份，交聯(lián)劑5-9份，促進劑6-12份，抗撕裂樹脂2-6份以及抗水解劑1-4份。
作為本發(fā)明的一種改進，所述防老劑為N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體的混合物，所述N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體的重量比為3:5。
作為本發(fā)明的一種改進，所述促進劑為促進劑NOBS以及促進劑TMTD的混合物，所述促進劑NOBS與促進劑TMTD的重量比為3:5。
作為本發(fā)明的一種改進，所述抗水解劑為二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的混合物，所述二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的重量比為1:2:3。
作為本發(fā)明的一種改進，所述抗水解劑的生產(chǎn)工藝如下：a）將二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的以重量比為1:2:3進行混合后，加入去離子水，并使混合物充分混合均勻；
b）將1-甲基-1-氧-2-膦雜環(huán)戊烯中加入去離子水并攪拌，向混合物中通入100-125℃水蒸汽，當混合物的升溫至57-65℃時，向混合物中加入經(jīng)過步驟a）反應后的混合物，并對混合物進行充分攪拌2-4小時；所述1-甲基-1-氧-2-膦雜環(huán)戊烯與去離子水的摩爾比為0.4:1；
c）將經(jīng)過步驟b）反應后的混合物放置在蒸餾裝置內進行蒸餾,將蒸餾后的混合物進行過濾，即可制成抗水解劑。
作為本發(fā)明的一種改進，所述防老劑的生產(chǎn)工藝如下：將N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體以重量比為3:5進行混合后，向混合物中加入3-4份丙酮以及去離子水，并使混合物在75-100℃下進行攪拌1-2小時后，加入1-2份氯化鐵，并使混合物在150-175℃下進行攪拌3-4小時后過濾，將過濾液放置在蒸餾裝置內進行蒸餾,將蒸餾后的混合物進行過濾，即可制成防老劑。
由于采用了以上技術，本發(fā)明較現(xiàn)有技術相比，具有的有益效果如下：
（1）本發(fā)明中的生產(chǎn)的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具具有耐油性，將氰化丁腈橡膠與防老劑、抗水解劑、碳黑、白碳黑、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、古馬隆、分散劑、鄰苯二甲酸二辛脂、增塑劑、硫磺、交聯(lián)劑、促進劑、抗撕裂樹脂以及抗水解劑進行混合反應后，生成具有高耐油性的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具，可以有效避免生成的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具在含有大量柴油成分的油基泥漿環(huán)境下，耐油基螺桿鉆具內部的橡膠襯套會產(chǎn)生一定的體積膨脹，有效提高了耐油基螺桿鉆具的物理機械性能，有效延長了耐油基螺桿鉆具的壽命。
（2）本發(fā)明中的生產(chǎn)的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具具有耐高溫性，最高可耐165℃的高溫。
（3）本發(fā)明中的生產(chǎn)的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具具有較長壽命，生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具可以連續(xù)使用260個小時，可以有效延長頁巖氣用耐油基螺桿鉆具的使用壽命。
具體實施方式
下面結合具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明。
實施例1：
一種頁巖氣用耐油基螺桿鉆具，所述螺桿鉆具包括轉子、橡膠襯套以及定子套管，所述橡膠襯套由以下質量份數(shù)的原料制成：氫化丁腈90份，碳黑115份，白碳黑18份，氧化鋅24份，硬脂酸3份，防老劑19份，古馬隆13份，分散劑5份，鄰苯二甲酸二辛脂8份，增塑劑23份，硫磺0.5份，交聯(lián)劑9份，促進劑6份，抗撕裂樹脂6份以及抗水解劑1份。
所述防老劑為N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體的混合物，所述N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體的重量比為3:5。
所述促進劑為促進劑NOBS以及促進劑TMTD的混合物，所述促進劑NOBS與促進劑TMTD的重量比為3:5。
所述抗水解劑為二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的混合物，所述二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的重量比為1:2:3。
所述抗水解劑的生產(chǎn)工藝如下：a）將二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的以重量比為1:2:3進行混合后，加入去離子水，并使混合物充分混合均勻；
b）將1-甲基-1-氧-2-膦雜環(huán)戊烯中加入去離子水并攪拌，向混合物中通入100℃水蒸汽，當混合物的升溫至57℃時，向混合物中加入經(jīng)過步驟a）反應后的混合物，并對混合物進行充分攪拌4小時；所述1-甲基-1-氧-2-膦雜環(huán)戊烯與去離子水的摩爾比為0.4:1；
c）將經(jīng)過步驟b）反應后的混合物放置在蒸餾裝置內進行蒸餾,將蒸餾后的混合物進行過濾，即可制成抗水解劑。
所述防老劑的生產(chǎn)工藝如下：將N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體以重量比為3:5進行混合后，向混合物中加入3份丙酮以及去離子水，并使混合物在100℃下進行攪拌1小時后，加入1份氯化鐵，并使混合物在175℃下進行攪拌3小時后過濾，將過濾液放置在蒸餾裝置內進行蒸餾,將蒸餾后的混合物進行過濾，即可制成防老劑。
生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具的扭矩為11.45kN·m，馬達壓降為1MPa，抗拉伸強度為18MPa，將生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具在165℃中含有大量柴油成分的油基泥漿環(huán)境下，并以轉速為150r/min進行工作259個小時，頁巖氣用耐油基螺桿鉆具稍有磨損；將生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具在165℃中含有大量柴油成分的油基泥漿環(huán)境下，并以轉速為150r/min進行工作265個小時，頁巖氣用耐油基螺桿鉆具有磨損。
實施例2：
一種頁巖氣用耐油基螺桿鉆具，所述螺桿鉆具包括轉子、橡膠襯套以及定子套管，所述橡膠襯套由以下質量份數(shù)的原料制成：氫化丁腈110份，碳黑95份，白碳黑26份，氧化鋅15份，硬脂酸7份，防老劑13份，古馬隆17份，分散劑1份，鄰苯二甲酸二辛脂13份，增塑劑17份，硫磺1.8份，交聯(lián)劑5份，促進劑12份，抗撕裂樹脂2份以及抗水解劑4份。
所述防老劑為N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體的混合物，所述N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體的重量比為3:5。
所述促進劑為促進劑NOBS以及促進劑TMTD的混合物，所述促進劑NOBS與促進劑TMTD的重量比為3:5。
所述抗水解劑為二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的混合物，所述二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的重量比為1:2:3。
所述抗水解劑的生產(chǎn)工藝如下：a）將二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的以重量比為1:2:3進行混合后，加入去離子水，并使混合物充分混合均勻；
b）將1-甲基-1-氧-2-膦雜環(huán)戊烯中加入去離子水并攪拌，向混合物中通入125℃水蒸汽，當混合物的升溫至65℃時，向混合物中加入經(jīng)過步驟a）反應后的混合物，并對混合物進行充分攪拌2小時；所述1-甲基-1-氧-2-膦雜環(huán)戊烯與去離子水的摩爾比為0.4:1；
c）將經(jīng)過步驟b）反應后的混合物放置在蒸餾裝置內進行蒸餾,將蒸餾后的混合物進行過濾，即可制成抗水解劑。
所述防老劑的生產(chǎn)工藝如下：將N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體以重量比為3:5進行混合后，向混合物中加入3份丙酮以及去離子水，并使混合物在80℃下進行攪拌1小時后，加入1份氯化鐵，并使混合物在175℃下進行攪拌3小時后過濾，將過濾液放置在蒸餾裝置內進行蒸餾,將蒸餾后的混合物進行過濾，即可制成防老劑。
生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具的扭矩為11.45kN·m，馬達壓降為1MPa，抗拉伸強度為18MPa，將生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具在165℃中含有大量柴油成分的油基泥漿環(huán)境下，并以轉速為100r/min進行工作261個小時，頁巖氣用耐油基螺桿鉆具稍有磨損；將生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具在165℃中含有大量柴油成分的油基泥漿環(huán)境下，并以轉速為100r/min進行工作265個小時，頁巖氣用耐油基螺桿鉆具有磨損。
實施例3：
一種頁巖氣用耐油基螺桿鉆具，所述螺桿鉆具包括轉子、橡膠襯套以及定子套管，所述橡膠襯套由以下質量份數(shù)的原料制成：氫化丁腈100份，碳黑110份，白碳黑25份，氧化鋅20份，硬脂酸6份，防老劑18份，古馬隆13份，分散劑5份，鄰苯二甲酸二辛脂8份，增塑劑19份，硫磺1.6份，交聯(lián)劑5份，促進劑6份，抗撕裂樹脂2份以及抗水解劑4份。
所述防老劑為N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體的混合物，所述N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體的重量比為3:5。
所述促進劑為促進劑NOBS以及促進劑TMTD的混合物，所述促進劑NOBS與促進劑TMTD的重量比為3:5。
所述抗水解劑為二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的混合物，所述二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的重量比為1:2:3。
所述抗水解劑的生產(chǎn)工藝如下：a）將二（2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺、二（4-苯氧基-2,6-二異丙基苯基）碳化二亞胺以及二（4-叔丁基-2,6-二異丙基芐基）碳化二亞胺的以重量比為1:2:3進行混合后，加入去離子水，并使混合物充分混合均勻；
b）將1-甲基-1-氧-2-膦雜環(huán)戊烯中加入去離子水并攪拌，向混合物中通入100℃水蒸汽，當混合物的升溫至65℃時，向混合物中加入經(jīng)過步驟a）反應后的混合物，并對混合物進行充分攪拌2小時；所述1-甲基-1-氧-2-膦雜環(huán)戊烯與去離子水的摩爾比為0.4:1；
c）將經(jīng)過步驟b）反應后的混合物放置在蒸餾裝置內進行蒸餾,將蒸餾后的混合物進行過濾，即可制成抗水解劑。
所述防老劑的生產(chǎn)工藝如下：將N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基對苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氫化喹聚合體以重量比為3:5進行混合后，向混合物中加入3份丙酮以及去離子水，并使混合物在100℃下進行攪拌1小時后，加入2份氯化鐵，并使混合物在170℃下進行攪拌3小時后過濾，將過濾液放置在蒸餾裝置內進行蒸餾,將蒸餾后的混合物進行過濾，即可制成防老劑。
生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具的扭矩為11.45kN·m，馬達壓降為1MPa，抗拉伸強度為18MPa，將生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具在165℃中含有大量柴油成分的油基泥漿環(huán)境下，并以轉速為90r/min進行工作264個小時，頁巖氣用耐油基螺桿鉆具稍有磨損；將生產(chǎn)出的頁巖氣用耐油基螺桿鉆具在165℃中含有大量柴油成分的油基泥漿環(huán)境下，并以轉速為90r/min進行工作269個小時，頁巖氣用耐油基螺桿鉆具有磨損。
上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案，而不應視為對于本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求記載的技術方案，包括權利要求記載的技術方案中技術特征的等同替換方案為保護范圍，即在此范圍內的等同替換改進，也在本發(fā)明的保護范圍之內。