本文關(guān)鍵詞：油井用自膨脹封隔器用橡膠材料制備以及其吸油吸水性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,國(guó)外油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的自膨脹式封隔器工具數(shù)量明顯增長(zhǎng),已近萬(wàn)只。在我國(guó),每只進(jìn)口價(jià)格在5萬(wàn)美元左右,制約了自膨脹式封隔器的推廣應(yīng)用。為此研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自膨脹封隔器,滿足國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際的需要,已經(jīng)十分緊迫了。本文分別對(duì)自膨脹封隔器用的遇油膨脹橡膠(OSR)和遇水膨脹橡膠(WSR)的性能做出研究。OSR方面研究了橡膠基體的選擇、硫化體系及硫磺用量、炭黑種類(lèi)及用量和試樣厚度對(duì)其性能的影響;WSR方面引入軟化劑鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、絡(luò)合劑乙二胺四乙酸四鈉(EDTA-4Na)來(lái)改善WSR的耐鹽性。研究表明:1.丁苯橡膠制備的遇油膨脹橡膠可以滿足性能需求,故遇油膨脹橡膠的基體選擇丁苯橡膠,不與天然橡膠共混。2.研究四種炭黑(N220、N330、N550、N774)對(duì)遇油膨脹橡膠性能的影響,考慮到物理機(jī)械性能和吸油膨脹性能的綜合性能,選擇炭黑N220作為遇油膨脹橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑,且炭黑用量為25份時(shí)為最佳用量,同時(shí)具備優(yōu)良的物理機(jī)械性能和吸油膨脹性能。3.在實(shí)驗(yàn)所研究的四種硫化體系中,半有效硫化體系制備的遇油膨脹橡膠在滿足力學(xué)性能的條件下具有較好的吸油膨脹性能。硫黃用量為1.2份左右時(shí),SBR膠料制作的遇油膨脹橡膠具有較好的綜合性能,符合油封制品的實(shí)際要求。4.測(cè)定了配方在160℃時(shí)的硫化特性,并通過(guò)計(jì)算得出2mm、13mm和32mm三種厚度試樣的硫化條件分別為:145℃×10MPa×22min、145℃×10MPa×29min、145℃×10MPa×48min。研究了試樣厚度對(duì)遇油膨脹橡膠制品吸油膨脹性能的影響,得出:遇油膨脹橡膠的最大質(zhì)量膨脹率和吸油膨脹速率均隨著制品厚度的增加而降低。5.當(dāng)DBP用量提升時(shí),WSR的綜合力學(xué)性能有所降低,但是降幅不大,可以一定程度的提高WSR的吸水耐鹽性。6.當(dāng)EDTA-4Na用量提升時(shí),制備的WSR屏蔽金屬離子能力越強(qiáng),降低鹽水環(huán)境濃度效果越好,從而改善了WSR的吸水耐鹽性能。7.制備遇油膨脹橡膠自膨脹封隔器,進(jìn)行模擬油井實(shí)驗(yàn),得出遇油自膨脹封隔器的性能—5天左右膨脹率達(dá)到44.8%能夠?qū)崿F(xiàn)坐封,承壓能力達(dá)到13MPa。
【關(guān)鍵詞】：自膨脹封隔器 膨脹橡膠 硫化體系 試樣厚度 耐鹽性
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ336;TE931.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.2 自膨脹橡膠的制備13-14
• 1.3 膨脹橡膠的膨脹機(jī)理14-15
• 1.3.1 遇油膨脹橡膠的膨脹機(jī)理14
• 1.3.2 遇水膨脹橡膠的膨脹機(jī)理14-15
• 1.4 遇水膨脹橡膠耐鹽性改性15-17
• 1.5 自膨脹封隔器簡(jiǎn)介17-18
• 1.6 自膨脹封隔器的封隔機(jī)理18-19
• 1.7 自膨脹封隔器的應(yīng)用19-20
• 1.8 選題背景以及研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.8.1 選題背景20-21
• 1.8.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分22-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)主要原料22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備23
• 2.3 試樣制備23-24
• 2.3.1 膨脹橡膠的制備23-24
• 2.3.2 自膨脹封隔器的制備24
• 2.4 測(cè)試及表征24-28
• 2.4.1 硫化特性測(cè)試24-25
• 2.4.2 力學(xué)性能測(cè)試25
• 2.4.3 膨脹橡膠膨脹性能測(cè)試25
• 2.4.4 自膨脹封隔器徑向膨脹率測(cè)試25
• 2.4.5 封隔器膨脹和密封耐壓實(shí)驗(yàn)25-28
• 第三章 遇油膨脹橡膠性能的研究28-40
• 3.1 遇油膨脹橡膠基體的選擇28-31
• 3.1.1 引言28-29
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)配方29
• 3.1.3 橡膠基體對(duì)遇油膨脹橡膠性能的影響29-30
• 3.1.4 小結(jié)30-31
• 3.2 炭黑種類(lèi)及用量的選擇31-34
• 3.2.1 引言31-32
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)配方32
• 3.2.3 四種炭黑對(duì)遇油膨脹橡膠性能的影響32-33
• 3.2.4 炭黑用量對(duì)遇油膨脹橡膠性能的影響33-34
• 3.2.5 小結(jié)34
• 3.3 遇油膨脹橡膠硫化體系的選擇34-40
• 3.3.1 引言34-35
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)配方35
• 3.3.3 硫化體系對(duì)遇油膨脹橡膠性能的影響35-37
• 3.3.4 硫磺用量對(duì)遇油膨脹橡膠性能的影響37-39
• 3.3.5 小結(jié)39-40
• 第四章 試樣厚度對(duì)遇油膨脹橡膠的影響40-46
• 4.1 引言40
• 4.2 實(shí)驗(yàn)配方40
• 4.3 膠料硫化特性的測(cè)定40-41
• 4.4 不同厚度試樣硫化條件的確定41-44
• 4.4.1 硫化溫度的確定41-42
• 4.4.2 硫化壓力的確定42
• 4.4.3 硫化時(shí)間的確定42-44
• 4.5 試樣厚度對(duì)遇油膨脹橡膠膨脹性能的影響44
• 4.6 本章小結(jié)44-46
• 第五章 遇水膨脹橡膠的耐鹽性研究46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 實(shí)驗(yàn)配方46-47
• 5.3 軟化劑對(duì)WSR力學(xué)性能的影響47
• 5.4 軟化劑對(duì)WSR吸水膨脹性能的影響47-49
• 5.4.1 溶液中鹽的濃度對(duì)WSR吸水膨脹性能的影響47-48
• 5.4.2 DBP用量對(duì)WSR的吸水膨脹性能的影響48-49
• 5.5 WSR斷面的SEM分析49-50
• 5.6 絡(luò)合劑對(duì)WSR力學(xué)性能的影響50-51
• 5.7 絡(luò)合劑對(duì)WSR吸水膨脹性能的影響51-52
• 5.8 本章小結(jié)52-54
• 第六章 模擬封隔器的受限膨脹實(shí)驗(yàn)54-58
• 6.1 引言54
• 6.2 封隔器膨脹性能測(cè)試結(jié)果54-56
• 6.3 本章小結(jié)56-58
• 第七章 全文總結(jié)與展望58-60
• 7.1 全文總結(jié)58-59
• 7.2 展望工作59-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表的論文66-68
• 致謝68

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本文編號(hào)：504612