1、 1 高性能封隔器胶筒研制 摘要：摘要：根据胶筒的使用环境及特点，针对目前市场上小直径特殊胶筒普遍存 在耐压差低、寿命短的缺点，开展了小直径封隔器胶筒的胶料配合和结构形状 研究。结果显示：与炭黑/NBR 体系相比，在过氧化物硫化体系下，甲基丙稀酸 镁可以有效补强丁腈橡胶，MMg/NBR 硫化胶的邵 A 硬度、拉伸强度、扯断伸长 率和 100%定伸强度均较高；新设计的胶筒结构简单合理、易卸模、成品率高， 并通过模拟试验发现，新的结构形状可以有效改善胶筒的抗破坏性能，耐压差 性能平均提高 5MPa。研制出的小直径特殊胶筒性能指标达到了耐温 120、耐 压差 25MPa，能满足油田大部分套变井的要求
2、。 关键词关键词：封隔器胶筒； 过氧化物； 甲基丙稀酸镁； 结构； 模拟试验 2 目 录 前言 . 1 1 封隔器胶筒工况分析 2 1.1 简介 2 1.2 工况分析 2 1.3 胶筒性能的影响因素 2 2 研究方案设计 4 2.1 技术路线 4 2.2 技术方案 4 3 配方实验. 5 3.1 实验准备 5 3.1.1 原材料选择 . 5 3.1.2 仪器设备 . 5 3.2 实验方案 5 3.2.1 补强性能采用正交设计法进行配方设计 . 5 3.2.2 防老化试验设计 . 5 3.3 实验过程 6 3.3.1 混炼 . 6 3.3.2 硫化 . 6 3.3.3 物化性能测试 . 6 3.
3、4 结果分析 7 3.4.1 补强性能分析 . 7 3.4.2 防老化性能分析 . 7 3.5 小结 7 4 结构形状优化 8 4.1 尺寸设计 8 4.2 端部形状设计 8 5 加工工艺研究 9 5.1 填料方式 9 5.2 胶筒壁厚对硫化时间及温度的影响 9 6 封隔器胶筒模拟试验 . 10 6.1 试验设备 . 10 6.2 试验记录 . 10 3 6.3 试验结果分析 . 10 6.3.1 结构形状对胶筒性能的影响 10 6.3.2 初始密封的座封力测定 11 6.3.3 座封载荷和密封压差的关系 11 结论 12 参考文献 13 致谢 14 1 前言 近年来，中原油田的开发已进入高含
4、水阶段，井况恶化现象严重，各 种新的配套工艺措施不断出现，所需井下工具的结构类型也越来越多。根 据统计，到 2003 年底中原油田有各类套管损坏井 1121 口，约占总油水井 数的 24%，其中，存在套管缩径变形问题的有 720 口，其变形段的内径仅 有108mm 或者更少。常规的 51/2井下工具的外径一般在113mm 115mm，不能配合这部分措施井施工，导致部分油水井停产，给油田带 来了巨大损失。故急需研制小直径封隔器来满足现场施工需求，使这部分 油水井恢复生产。另外随着 4套管技术在部分变形井中的应用，也需要 小直径封隔器来配合现场施工。两种封隔器都必须配有高性能的特殊胶筒 来保证其密封性能和措施有效期。 （以下内容略） 2 1 封隔器胶筒工况分析 1.1 简介 封隔器胶筒一般由弹性体复合材料制备而成，可分为强制型、自封型 和复合型等，强制型中的压缩式封隔器胶筒是用的最为普遍的一种，本课 题研究的就是此类。作为封隔器的关键的弹性体密封部件。其位于油管和 套管之间，座封时承受轴向载荷产生径向大变形，胶筒外壁与套管壁产生 接触压力，封隔环空。实现分层注水、酸化、压
