Водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования

Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим резинам на основе бутадиен-нитрильных каучуков, которые могут использоваться в пакерах и другом скважинном оборудовании. Резиновая смесь для пакерного оборудования на основе бутадиен-нитрильного каучука содержит, мас.ч.: каучук БНКС-28 100,0; сера 1,5; альтакс 1,5; оксид цинка 5,0; стеарин 2,0; технический углерод П-234 50,0; асбестовые волокна 10,0-15,0; сшитый полиакриламид POLYSWELL 70,0-100,0; карбоксиметилцеллюлоза 10,0-15,0. Изобретение повышает способность резиновой смеси к набуханию в концентрированном рассоле и буровых растворах при сохранении удовлетворительных прочностных характеристик. 2 табл.

 

Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим резинам на основе бутадиен-нитрильных каучуков, которые могут использоваться в пакерах и другом скважинном оборудовании.

Известен эластомерный материал на основе бутадиен-нитрильного каучука (Пат. 2580564 РФ, МПК Е21В 33/12, F16J 15/02, опубл. 10.04.2016), который представляет собой композицию, включающую вулканизующую группу, абсорбирующий полимер - сополимер акриламида и акрилата натрия, наполнитель, минеральное волокно - асбест хризолитовый, пластификатор.

Недостатком этого материала является то, что его высокая эффективность достигается путем многослойного нанесения.

Известна водонабухающая резиновая смесь на основе бутадиен-акрило-нитрильного каучука (Пат. 2009/0084550 US, МПК Е21В 33/13, C08L 1/08, опубл. 02.04.2009), включающая карбоксиметилцеллюлозу, сажу, кремнезем, акриловый сополимер, оксид магния, антиоксидант, воск, серу и ускоритель вулканизации.

Недостатком данной резиновой смеси является ее высокая эффективность только при низких концентрациях солей.

Наиболее близким является водонабухающий эластомер на основе бутадиен-нитрильного каучука (Разработка водонабухающих эластомеров для пакерного оборудования / М.А. Ваниев, Н.В. Сычев, С.С. Лопатина, Н.В. Солдатова, В.Ю. Шиянов, Е.В. Брюзгин // Известия ВолгГТУ. Сер. Химия и технология элементоорганических мономеров и полимерных материалов. - Волгоград, 2016. - №12 (191). - С. 74-80), включающий белую сажу, серу, оксид цинка, альтакс и каптакс и водонабухающие реагенты - полиакриламид, поливиниловый спирт, натрий-карбоксиметилдцеллюлоза, сополимеры акриламида.

Недостатком данного водонабухающего эластомера является то, что он не используется в высококонцентрированных солевых растворах и не обеспечивает сохранения удовлетворительных прочностных свойств при высокой степени набухания.

Задачей предлагаемого изобретения является получение водонабухающего эластомера со способностью к набуханию в высококонцентрированных рассолах и буровых растворах.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение способности к набуханию в концентрированном рассоле и буровых растворах при сохранении удовлетворительных прочностных характеристик.

Технический результат достигается тем, что водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования на основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащая вулканизующий агент серу, ускоритель вулканизации альтакс, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, наполнитель и водонабухающие реагенты полиакриламид и карбоксиметилцеллюлозу, при этом дополнительно содержит асбестовые волокна, в качестве полиакриламида - сшитый полиакриламид POLYSWELL, а в качестве наполнителя технический углерод при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: каучук БНКС-28 100,0, сера 1,5, альтакс 1,5, оксид цинка 5,0, стеарин 2,0, технический углерод П-234 50,0, асбестовые волокна 10,0-15,0, сшитый полиакриламид POLYSWELL 70,0-100,0, карбоксиметилцеллюлоза -10,0-15,0.

В предлагаемом водонабухающем эластомере используют следующие компоненты:

Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-28 АМН, (ТУ 38.30313-2006).

Вулканизующая группа, включающая: вулканизующие агенты - сера (ГОСТ 127-76); ускоритель вулканизации - альтакс (2,2'-дитиобисбензтиазол) (ТУ 6-14-851-86); активаторы вулканизации - оксид цинка (ГОСТ 202-84), стеарин (ГОСТ 6484-96).

Технический углерод П-234 (ГОСТ 7885-86) используется в составе теплозащитного материала в качестве наполнителя.

В качестве водонабухающих реагентов используются:

Карбоксиметилцеллюлоза (ТУ 2231-001-53535770-01).

Асбестовые волокна (асбест хризотиловый ГОСТ 12871-93) - смесь из волокон различной длины и агрегатов. Массовая доля фракции менее 0,4 мм составляет не более 5,0%. Массовая доля остатка после просева на сите с размером стороны ячейки в свету 4,8 мм составляет не более 5,0%. Массовая доля остатка после просева на сите с размером стороны ячейки в свету 1,35 мм составляет не более 70,0%.

Сшитый полиакриламид POLYSWELL гранулы белого цвета, хорошо набухающие в воде, плотность - 0,8-1,0 г/см3. Используется для борьбы с потерей циркуляции бурового раствора (http://www.globaldrillchem.com/products/index/polyacrylamide-lcm_3951.html).

Использование в качестве водонабухающих реагентов карбоксиметилцеллюлозы, асбестовых волокон и сшитого полиакриламида POLYSWELL придает эластомерному материалу на основе бутадиен-нитрильного каучука повышенную способность к набуханию в воде, рассоле и буровых растворах. Это достигается за счет большой набухающей способности сшитого полиакриламида POLYSWELL.

Кроме этого, асбестовые волокна ускоряют диффузию жидкости с набухающим частицам.

Заявленное количество водонабухающих реагентов в сочетании с остальными компонентами резиновой смеси позволяет получить эластомерный материал, обладающий повышенными набухающими свойствами и удовлетворительными прочностными характеристиками.

Пример.

Гранулы сшитого полиакриламида POLYSWELL предварительно измельчают в мельнице до размеров частиц 0,10-0,14 мм.

Резиновая смесь изготавливалась смешиванием в микросмесителе типа 211.822 ПС и лабораторных вальцах ВЛ 320/160 с регулируемым обогревом при 50°С - смешивали каучук с вулканизующими агентами, с сшитым полиакриламидом POLYSWELL, асбестовым волокном и карбоксиметилцеллюлозой. Продолжительность смешения 25 минут.

Затем проводят вулканизацию резиновой смеси при температуре 150°С в течение 30 минут.

В таблице 1 приведены примеры составов приготовленных смесей.

Полученные образцы подвергают необходимым испытаниям. Результаты испытаний водонабухающих эластомеров приведены в таблице 2.

Метод определения упруго-прочностных свойств при растяжении ГОСТ 270-75.

Метод определения набухания в жидкостях ГОСТ 421-59. Оценка степени набухания образцов в модельных средах - 22% водный раствор NaCl, полиэконол флора проводилась на образцах, изготовленных в виде прямоугольных пластин вулканизатов размером 15×15×2 мм. Образцы взвешивались и помещались в модельные среды на заданное время.

Периодически их извлекали, просушивали с помощью фильтровальной бумаги и снова взвешивали на аналитических весах, после чего помещали обратно в жидкую среду.

Как видно из представленных данных, предлагаемый эластомерный материал обладает большей способностью к набуханию в растворе NaCl, полиэконол флора.

Таким образом, водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования на основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащая вулканизующий агент серу, ускоритель вулканизации альтакс, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, наполнитель технический углерод и водонабухающие реагенты сшитый полиакриламид POLYSWELL, асбестовые волокна и карбоксиметилцеллюлозу, при заявленном соотношении компонентов обладает повышенной способностью к набуханию в концентрированном рассоле и буровых растворах при сохранении удовлетворительных прочностных характеристик.

Водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования на основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащая вулканизующий агент серу, ускоритель вулканизации альтакс, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, наполнитель и водонабухающие реагенты полиакриламид и карбоксиметилцеллюлозу, отличающаяся тем, что резиновая смесь дополнительно содержит асбестовые волокна, в качестве полиакриламида - сшитый полиакриламид POLYSWELL, а в качестве наполнителя - технический углерод при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

каучук БНКС-28 100,0
сера 1,5
альтакс 1,5
оксид цинка 5,0
стеарин 2,0

технический углерод П-234 50,0

асбестовые волокна 10,0-15,0
сшитый полиакриламид POLYSWELL 70,0-100,0
карбоксиметилцеллюлоза 10,0-15,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам изоляции зон осложнений при бурении скважин перекрывателями из профильных труб. Способ включает установку профильного перекрывателя в скважине, соединение секций профильных труб, спуск перекрывателя в зону поглощения, выправление перекрывателя давлением до плотного герметичного прижатия их к стенкам скважины.

Изобретение относится к способу поинтервального исследования горизонтального ствола скважины и устройству для осуществления этого способа. Техническим результатом является расширение технологических возможностей.

Группа изобретений относится к скважинному отклоняющему устройству, скважинной системе и способу герметизации кольцевого зазора. Отклоняющее устройство содержит отклонитель, имеющий отклоняющую поверхность, и кольцевой уплотняющий узел, расположенный снаружи и продольно перемещаемый на отклоняющем устройстве в ответ на перепад давления, приложенного по всему кольцевому уплотняющему узлу.

Группа изобретений относится к скважинному отклоняющему устройству, скважинной системе и способу герметизации кольцевого зазора. Отклоняющее устройство содержит отклонитель, имеющий отклоняющую поверхность, и кольцевой уплотняющий узел, расположенный снаружи и продольно перемещаемый на отклоняющем устройстве в ответ на перепад давления, приложенного по всему кольцевому уплотняющему узлу.

Изобретение относится к двухпакерной компоновке нефтедобывающей установки с изоляцией нарушений герметичности труб обсадной колонны. Техническим результатом является повышение надежности.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к разжимным трубам, применяемым для перекрывания отверстия в обсадной колонне или для образования барьера для потока.

Изобретение относится к стенду для испытаний гидромеханических пакеров двустороннего действия. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей стенда.

Группа изобретений относится к скважинному затрубному барьеру, скважиной системе и способам обеспечения уплотнения. Техническим результатом является создание улучшенного затрубного барьера.

Группа изобретений относится к набухающему изделию, а также к способам его изготовления и применения. Технический результат заключается в облегчении набухания изделия под воздействием текучей среды.

Изобретение относится к устройствам для фиксирования колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) в обсадной колонне и устранения волнообразного изгиба колонны НКТ при добыче пластового флюида скважинными штанговыми насосными установками.

Изобретение относится к резинокордному композиту, предназначенному для использования в резинотехнической промышленности для изготовления многослойных резинотканевых изделий, в частности резинокордных изделий, эксплуатирующихся в условиях воздействия топлив и масел при повышенных температурах в течение длительного времени.

Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к полимерным электроизоляционным композициям, предназначенным для применения в конструкциях кабельных изделий, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности и пониженных температур при воздействии дизельного топлива и смазочных масел.

Изобретение относится к огнестойкой полимерной композиции, подходящей для использования при нанесении покрытия на обрабатываемые изделия, содержащей термопластичный полимер, содержащий винилацетат, и ненасыщенный эластомер, содержащий двойные связи, в качестве полимерных компонентов, где полимерные компоненты присутствуют в форме гомогенной полимерной смеси, и где формируется смесевая матрица, вулканизованная исключительно при использовании серы или системы сшивания, содержащей серу, где система серного сшивания распространяется по всей матрице и полностью проникает в эту матрицу, а также по меньшей мере один антипирен или комбинацию антипиренов.

Изобретение относится к технологии переработки резинотехнических изделий, в частности к способу поверхностной модификации эластомерных материалов. Способ модификации поверхности эластомерного материала на основе бутадиен-нитрильного каучука в виде резинотехнического изделия включает обработку вулканизата эластомерного материала раствором модифицирующей композиции - 10-15%-ным раствором фторсодержащего предельного углеводорода C20H33F9 в 1,1,2-трифтор-1,2,2-трихлорэтане в течение 10-20 ч при 20±0,5°С.

Изобретение относится к теплозащитным покрытиям (материалам), предназначенным для защиты узлов и агрегатов, работающих в условиях воздействия аэродинамических и газодинамических тепловых потоков.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству вибродемпфирующих эластомерных материалов высокой плотности, применяемых для уменьшения или устранения вибрационных колебаний.

Изобретение относится к полимерному материаловедению, в частности к производству резиновой смеси, используемой при изготовлении износостойких резиновых изделий различного функционального назначения, работающих в условиях интенсивного изнашивания, низких температур и агрессивных сред, в том числе для изготовления подошв защитной обуви.

Изобретение относится к скважинному инструменту для герметизации ствола скважины. Описан скважинный герметизирующий материал с регулируемой скоростью разбухания, включающий композицию, содержащую: полимер, содержащий полимер на нитрильной основе или этилен-пропилен -диеновый сополимерный каучук; абсорбент, причем данный абсорбент содержит акриловый сополимер; первичную сшитую сетчатую структуру, включающую первичные связи между цепями полимера; и вторичную сшитую сетчатую структуру, включающую вторичные связи между молекулами абсорбента, где вторичные связи образуются посредством сшивающего реагента, содержащего титанат, цирконат, аминокарбоновую кислоту, металлохелат, борат, кеталь или их комбинацию, и где вторичные связи разрушаются под действием изменения величины рН, температуры, давления, солености, или их комбинации, тогда как первичные связи остаются незатронутыми под действием тех же условий; и где герметизирующий материал разбухает и герметизирует скважину в результате разрушения вторичной сшитой сетчатой структуры.

Изобретение относится к способу получения электропроводных резиновых вулканизатов. Способ включает вулканизацию при температуре 150°С резиновой смеси, содержащей, мас.%: каучук марки СКН-18 - 40, полисульфидный ускоритель вулканизации - 12, дибутилфталат - 1, диамин - 1, фталевый ангидрид - 1, углеродный наполнитель - 40, регенерат – 5.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления уплотнительных элементов, применяемых в производстве пакерно-якорного оборудования нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к двум вариантам способа получения метана. Один из вариантов включает в себя приведение в контакт водной текучей среды, содержащей по меньшей мере одно нежелательное составляющее, с гетерогенным катализатором при давлении от приблизительно 20 атм до приблизительно 240 атм и температуре от 150°C до приблизительно 373°C для гидролиза по меньшей мере одного нежелательного составляющего в текучей среде и генерирования количества метана, причем гетерогенный катализатор содержит элемент, выбранный из группы, состоящей из рутения, никеля, кобальта, железа и их сочетаний, и твердую подложку, выбранную из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния и карбида.

Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим резинам на основе бутадиен-нитрильных каучуков, которые могут использоваться в пакерах и другом скважинном оборудовании. Резиновая смесь для пакерного оборудования на основе бутадиен-нитрильного каучука содержит, мас.ч.: каучук БНКС-28 100,0; сера 1,5; альтакс 1,5; оксид цинка 5,0; стеарин 2,0; технический углерод П-234 50,0; асбестовые волокна 10,0-15,0; сшитый полиакриламид POLYSWELL 70,0-100,0; карбоксиметилцеллюлоза 10,0-15,0. Изобретение повышает способность резиновой смеси к набуханию в концентрированном рассоле и буровых растворах при сохранении удовлетворительных прочностных характеристик. 2 табл.

Наверх