一种耐高温封隔器密封胶筒及其制备方法技术

一种耐高温封隔器密封胶筒及其制备方法，一种耐高温封隔器密封胶筒包含以下质量份数的组分：100H型四丙氟橡胶；100S型四丙氟橡胶；N990型炭黑；N774型炭黑；硬脂酸钙；70%型TAIC；60%型双二五；含GeO2的石墨烯。一种耐高温封隔器密封胶筒的制备方法，包括步骤：备料、密炼、开炼、裁切、硫化成型；本发明专利技术所述的密封胶筒耐温可达到235℃，耐压可达到105MPa；方便对进行炭黑和橡胶的预混料，也方便对密炼中物料分阶段向密炼机投放；提高物料利用率；实现更加彻底的投料，减少物料可能存在配比失调问题；使得两种橡胶充分混合；在橡胶混料机构在进行混合前，将所有伸缩杆长度调整为两个长度。将所有伸缩杆长度调整为两个长度。将所有伸缩杆长度调整为两个长度。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温封隔器密封胶筒及其制备方法


[0001]本专利技术属于石油钻探
，涉及封隔器，尤其与一种耐高温封隔器密封胶筒及其制备方法。

技术介绍

[0002]封隔器作为油田、气田钻采工艺中重要的井下工具，用于封隔油管与油气井套管环形空间。在实际应用中，最终实现封隔是利用封隔器上的密封胶筒变形后，作用于套管内壁实现封隔。目前，多数封隔器仅能适用于一定深度情况的场景，在面临更深的深度时，不能耐高温，将无法有效使用达到封隔效果，因此有必要进行改进。

技术实现思路

[0003]针对上述相关现有技术不足，本专利技术提供一种耐高温封隔器密封胶筒及其制备方法，改进胶筒配方，使得密封胶筒耐高温性能可达到235℃，可应用于大于8000米深度的油井，并改进制备工艺，提高了密封胶筒制备质量。
[0004]为了实现本专利技术的目的，拟采用以下方案：一种耐高温封隔器密封胶筒，所述密封胶筒包含以下质量份数的组分：100H型四丙氟橡胶，18份~32份；100S型四丙氟橡胶，60份~80份；N990型炭黑，18份~32份；N774型炭黑，10份~20份；硬脂酸钙，0.5份~2份；70%型TAIC（三烯丙基异氰脲酸酯），10份~17份；60%型双二五，2份~7份；含 GeO2的石墨烯，7份~14份。
[0005]进一步，100H型四丙氟橡胶为30份；100S型四丙氟橡胶为70份；N990型炭黑为30份；N774型炭黑为15份；硬脂酸钙为1份；70%型TAIC为13份；60%型双二五为5份；含GeO2的石墨烯为10份。
[0006]一种耐高温封隔器密封胶筒的制备方法，包括步骤：备料：按质量份数准备各组分原料；密炼：将100H型四丙氟橡胶、100S型四丙氟橡胶、N990型炭黑、N774型炭黑、含 GeO2的石墨烯、硬脂酸钙投入密炼机中进行混炼，完成后进行排胶，将排出的胶料在开炼机上进行冷却；开炼：开炼机预热，预热完成后想向开炼机加入70%型TAIC及60%型双二五，进行开炼，完成后进行冷却；裁切；将开炼完成获得的物料进行裁切；硫化成型：将裁切后的物料放入硫化机，通过硫化机模具形成耐高温封隔器密封胶筒。
[0007]进一步，密炼步骤具体包括：将N990型炭黑和N774型炭黑进行预混料获得混合炭黑，将100H型四丙氟橡胶和100S型四丙氟橡胶进行预混料获得混合橡胶；第一次投料：将一半的混合橡胶、一半的混合炭黑投入密炼机，密炼机的密炼室初
始温度为40℃~60℃，转子转速为35r/min~50r/min，投入后，塑炼1min～2min；第二次投料：将一半含 GeO2的石墨烯和剩余的混合橡胶投入密炼机，混炼1min～1.5min；第三次投料：将剩余混合炭黑和剩余含 GeO2的石墨烯投入密炼机，混炼5min～8min，混炼过程温度控制在120℃以下，翻胶次数2次～3次，开始排胶；在1min以内将密炼机排除的胶料转移至开炼机上进行薄通冷却，待胶料冷却至60℃以下时，下片存放24h。
[0008]本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所述的密封胶筒为耐温可达到235℃，耐压可达到105MPa的超深井用高温封隔器胶筒；2、采用本专利技术的制备方法，通过密炼和开炼两个步骤，实现各原料组分的均匀充分混合，利于提高硫化成型效果，提高耐高温封隔器密封胶筒的成型质量；将部分原来预先进行混合，在分时间段，选择性投入密炼机，可以充分利用密封各阶段温度情况，以及各物料特性，提高密炼效率和密炼的混炼均匀化效果；3、采用预混料装置进行密炼工序段的预混和投料，方便对进行炭黑和橡胶的预混料，也方便对密炼中物料分阶段向密炼机投放；4、采用集料斗配合下料机构，可以实现对密炼物料的初步预混料，并且可以实现对下料机构上残留/滞留物料的处理，提高物料利用率，实现更加彻底的投料，减少物料由于在此阶段未完全均匀混合在，造成滞留过多后，导致在进入密炼机后可能存在配比失调问题；5、采用橡胶混料机构进行预混料，可以使得两种橡胶充分混合；还可以在橡胶混料机构在进行混合前，将所有伸缩杆长度调整为两个长度，长度短的伸缩杆和长度长的伸缩杆间隔布置，从而在搅拌时，可以实现竖向搅拌杆处于不同的径向位置上，提高搅拌混料效果；作为实际使用情况，也可以调整为各伸缩杆长度均不相同，或部分相同。
附图说明
[0009]图1为本申请实施例的制备方法流程图。
[0010]图2为本申请实施例的预混料装置整体结构图。
[0011]图3为本申请实施例的橡胶混料机构内部结构图。
[0012]图4为本申请实施例的橡胶混料机构的混料筒和转动环结构图。
[0013]图5为本申请实施例的橡胶混料机构的伸缩杆及竖向搅拌杆结构图。
[0014]图6为图2中的A部放大视图。
[0015]图7为本申请实施例的测试场景示意图。
[0016]图8为实施例一测试的压力/温度
‑
时间曲线图。
[0017]图9为实施例一测试的样品测试结果照片图10为实施例二测试的压力/温度
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时间曲线图。
[0018]图11为实施例二测试的样品测试结果照片图12为实施例三测试的235℃、105MPa 7天保压曲线图。
[0019]图13为实施例三测试的V3测试（压力反转试验）曲线图。
[0020]图14为实施例三测试的降温性能测试试验曲线图。
[0021]图15为实施例三测试的升温性能测试曲线图。
[0022]图16为实施例三测试的样品测试结果照片。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细说明，但本专利技术所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0024]本申请实施例提供一种耐高温封隔器密封胶筒及其制备方法。
[0025]具体，密封胶筒包含以下质量份数的组分：100H型四丙氟橡胶，18份~32份；100S型四丙氟橡胶，60份~80份；N990型炭黑，18份~32份；N774型炭黑，10份~20份；硬脂酸钙，0.5份~2份；70%型TAIC，10份~17份；60%型双二五，2份~7份；含GeO2的石墨烯，7份~14份。
[0026]实施例一按照图1所示的流程进行制备。
[0027]备料：按质量份数准备各组分原料。具体，按照以下质量份数进行原料准备：100H型四丙氟橡胶为30份；100S型四丙氟橡胶为70份；N990型炭黑为30份；N774型炭黑为15份；硬脂酸钙为1份；70%型TAIC为13份；60%型双二五为5份；含GeO2的石墨烯为10份。
[0028]密炼：将100H型四丙氟橡胶、100S型四丙氟橡胶、N990型炭黑、N774型炭黑、含 GeO2的石墨烯、硬脂酸钙投入密炼机中进行混炼，完成后进行排胶，将排出的胶料在开炼机上进行冷却。
[0029]开炼：开炼机预热，预热完成后想向开炼机加入70%型TAIC及60%型双二五，进行开炼，完成后进行冷却。
[0030本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温封隔器密封胶筒，其特征在于，所述密封胶筒包含以下质量份数的组分：100H型四丙氟橡胶，18份~32份；100S型四丙氟橡胶，60份~80份；N990型炭黑，18份~32份；N774型炭黑，10份~20份；硬脂酸钙，0.5份~2份；70%型TAIC，10份~17份；60%型双二五，2份~7份；含GeO2的石墨烯，7份~14份。2.根据权利要求1所述的耐高温封隔器密封胶筒，其特征在于，100H型四丙氟橡胶为30份；100S型四丙氟橡胶为70份；N990型炭黑为30份；N774型炭黑为15份；硬脂酸钙为1份；70%型TAIC为13份；60%型双二五为5份；含GeO2的石墨烯为10份。3.一种如权利要求1或2所述的耐高温封隔器密封胶筒的制备方法，其特征在于，包括步骤：备料：按质量份数准备各组分原料；密炼：将100H型四丙氟橡胶、100S型四丙氟橡胶、N990型炭黑、N774型炭黑、石墨烯、硬脂酸钙投入密炼机中进行混炼，完成后进行排胶，将排出的胶料在开炼机上进行冷却；开炼：开炼机预热，预热完成后想向开炼机加入70%型TAIC及60%型双二五，进行开炼，完成后进行冷却；裁切；将开炼完成获得的物料进行裁切；硫化成型：将裁切后的物料放入硫化机，通过硫化机模具形成耐高温封隔器密封胶筒。4.根据权利要求3所述的耐高温封隔器密封胶筒的制备方法，其特征在于，密炼步骤具体包括：将N990型炭黑和N774型炭黑进行预混料获得混合炭黑，将100H型四丙氟橡胶和100S型四丙氟橡胶进行预混料获得混合橡胶；第一次投料：将一半的混合橡胶、一半的混合炭黑投入密炼机，密炼机的密炼室初始温度为40℃~60℃，转子转速为35r/min~50r/min，投入后，塑炼1min～2min；第二次投料：将一半石墨烯和剩余的混合橡胶投入投入密炼机，混炼1min～1.5min；第三次投料：将剩余混合炭黑和剩余石墨烯投入密炼机，混炼5min～8min，混炼过程温度控制在120℃以下，翻胶次数2次～3次，开始排胶；在1min以内将密炼机排除的胶料转移至开炼机上进行薄通冷却，待胶料冷却至60℃以下时，下片存放24h。5.根据权利要求4所述的耐高温封隔器密封胶筒的制备方法，其特征在于，密炼步骤中采用预混料装置进行预混料并进行向密炼机进行投料，预混料装置包括：橡胶混料机构（1）、炭黑混料机构（2）、加料机构（3）、下料机构（5），下料机构（5）倾斜设置，橡胶混料机构（1）、炭黑混料机构（2）、加料机构（3）底部分别通过一下料管（6）连接至集料斗（4），集料斗（4）底部连接下料机构（5）上端，各下料管（6）均配有开关阀，下料机构（5）下端连接密炼机；密炼步骤进行预混料时：将N990型炭黑和N774型炭黑从炭黑混料机构（2）的混料腔（20）顶部的炭黑投料口（21）投入炭黑混料机构（2），启动炭黑混料机构（2）顶部的竖向搅拌电机（22）带动混料腔（20）内部的搅拌桨进行搅拌以完成混料，获得混合炭黑；将100H型四丙氟橡胶和100S型四丙氟橡胶从橡胶混料机构（1）顶部的橡胶投料口（11）投入橡胶混料机构（1），启动橡胶混料机构（1）进行混料，获得混合橡胶；将石墨烯投入加料机构（3），等待下料。
6.根据权利要求5所述的耐高温封隔器密封胶筒的制备方法，其特征在于：第一次投料时：打开橡胶混料机构（1）、炭黑混料机构（2）对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：任俊松，李晖，曹学军，龙学，陈科，吕占春，傅伟，罗斌，李运辉，杨桢，
申请(专利权)人：中石化西南石油工程有限公司井下作业分公司，
类型：发明
国别省市：