Результаты испытаний резиновых смесей для нефтегазовой отрасли.

Получены результаты промысловых испытаний в ОАО «Сургутнефтегаз» статоров винтовых забойных двигателей (ВЗД) из опытной резины ВД-12, разработанной ОАО «НИИРПИ». Срок службы статоров ВЗД существенно превышает срок службы статоров лучших зарубежных аналогов. Статоры отработали вдвое больший срок, чем статоры, производимые ведущей мировой компанией «Бейкер Хьюз» и продолжают работать. Резина ВД-12 обладает стойкостью к взрывной декомпрессии, повышенной стойкостью к нефти с высоким содержанием ароматических углеводородов, износостойкостью, динамической выносливостью о отличными литьевыми характеристиками. Для нефтегазовой отрасли ОАО «НИИРПИ» разработаны высокоэластичные композиции, стойкие к взрывной декомпрессии (ВД), для РТИ, используемых в различных видах оборудования добычи, перекачки и транспортировки газа и нефти, включая железнодорожный транспорт. Применение композиций, стойких к ВД, позволяет улучшить эксплуатационные свойства, увеличить межремонтный цикл работы оборудования нефтяных скважин и сократить количество самых трудоемких операций разборки- сборки, увеличить гарантийный срок службы, снизить вероятность отказов оборудования и аварий. Физико-механические характеристики композиций представлены в табл.1. Уплотнительные РТИ (сальники, кольца) из композиций (группа ВД-3) в течение ряда лет поставляются в Норвегию и США для комплектации оборудования нефтяных скважин и успешно эксплуатируются в условиях воздействия ВД. Таблица 1- Эластомерные композиции ВД, стойкие к взрывной декомпрессии, для РТИ оборудования нефтегазовой отрасли Показатели Композиции ВД-1 ВД-2 ВД-3 Физико-механические характеристики Твердость, ед. Шора А 94+2 89+2 80+2 Прочность при растяжении, МПа 20+4 18+1 22+1 Относительное удлинение при разрыве, 70+20 130+20 320+40 Сопротивление раздиру, Н/мм 73+15 Испытания на стойкость к ВД проведеныв США (NACETM 0192-98), Норвегии (NORSOKM-710) и России (Российский научный центр), при скоростях сброса давления 0,09 ÷0.35 МПа/с Результат испытания На поверхности и в объеме разрушений нет Разработаны композиции группы ВД-12, обладающие стойкостью к ВД, повышенной стойкостью к нефти с высоким содержанием ароматических углеводородов, износостойкостью, динамической выносливостью и отличными литьевыми характеристиками (табл. 2). Для улучшения реологических свойств и снижения вязкости композиций применялисмеси структурных модификаторов (СМ), которые работают на наноразмерном уровне и влияют на поверхностные явления на границе раздела фаз полимер-наполнитель, между структурными микроблоками. В композиционном материале структурные изменения играют решающую роль в формировании физико-механических, релаксационных свойств и долговечности РТИ в целом. Улучшение реологических характеристик различных композиций иллюстрируют рис. 1 и 2. Таблица 2 - Реологические свойства эластомерных композиций типа ВД-12, стойких к взрывной декомпрессии Показатели ВД-12 ВД-12*+CМ Вязкость по Муни при 100°С (ηМуни), ед. Муни 92 63-74 Время начала подвулканизации при 120°С (t5), мин 22 17-24 Условная прочность при растяжении, МПа 22,2 20,3-23,5 Относительное удлинение при разрыве, 280 280-340 Твердость, ед. Шора А 78 72-76 Относительная остаточная деформация после сжатия (125°х24ч.), 54 43-56 Изменение массы после набухания в стандартной жидкости СЖР-7 (23°х24ч.),% 10 10-11 Сопротивление раздиру, Н/мм 54 49-57 Стойкость к ВД в СО2 при скорости сброса давления газа 0,35 МПа/с (методика ОАО «НИИРИП») На поверхности и в объеме пузырей и трещин нет Примечание: * - приведены значения показателей для ряда закладок, содержащих различные смеси СМ. Композиции широко используются в РФ для изготовления статоров винтовых забойных двигателей (ВЗД) и винтовых насосов (СВН) длиной более 3 метров, применяемых при добыче и перекачке нефти (рис.1). Срок службы статоров из новых композиций многократно превышает срок службы применяемых резин. Использование СМ позволило создать фторсодержащие шприцующиеся композиции для различных типов уплотнительных РТИ (рис. 2), работоспособных при температурах до 250°С в среде нефти и газа. Разработана композиция типа ТМ для резинометаллического блока (РМБ), поглощающего аппарата (ПА) грузовых вагонов на железных дорогах РФ, СНГ и Балтии для перевозки нефти и нефтепродуктов. Композиция ТМ сохраняет работоспособность ПА в температурном диапазоне от -60°С до +50 °С.