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          封隔器胶筒

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          压缩式封隔器胶筒失效原因分析

          发布日期:2018-08-03 作者: 点击:

          封隔器胶筒都在井下作业,且完全浸在石油中,溶剂分子进入橡胶密封件交联网络,使其溶胀,体系网链密度降低,平均末端距增加,进而模量下降,见下图:





            交联橡胶密封件的溶胀过程包括两个部分:一方面溶剂力图渗入橡胶密封件内部使其体积溶胀;另一方面由于橡胶密封件体积膨胀导致网状分子链向三度空间伸展,使分子网受到应力产生弹性收缩,力图使分子网收缩。当这两种相反倾向相互抵消时,达到了溶胀平衡,封隔器胶筒弹性模量下降,压缩应力不变,使密封性能下降。

            温度对密封失效影响

            温度对密封性能的影响试验结果见表1。




            由表1得出,温度的升高加速了胶桶密封失效的速度。



            原因一:应力松弛

            胶筒在轴向压缩力作用下,胶筒的工作面完全和套管壁相接触,轴向压缩量达到了Z大值。在外力作用下,高分子链段不得不顺着外力方向被迫舒展,因而产生内部应力,与外力相抗衡。但是,通过链段热运动调整分子构象,以至缠结点散开,分子链产生相对滑移,逐渐恢复其蜷曲的原状,内应力逐渐消除,与之相平衡的外力当然也逐渐衰减,以维持恒定的形变交联聚合物整个分子不能产生质心位移的运动,故应力只能松弛到平衡值,导致封隔器密封胶筒弹性模量下降,从而导致密封失效。

            原因二:热氧老化引起的密封失效

            油田用的封隔器密封件Z为普及的就是耐油性能优异的丁腈橡胶密封件,丁腈橡胶热氧老化过程见下图:

            丁腈橡胶分子链上的α氢在一定温度下与氧发生反应生成不稳定的中间体,分解成带羰基和带羟基的两个链段。丁腈橡胶在热氧老化过程中随着结构的变化性能也发生相应的变化,拉伸强度和伸长强度都随着热氧老化的进程而下降,导致封隔器密封件密封失效。


          本文网址:http://www.leiyuantao.com/news/380.html

          关键词:封隔器胶筒,防喷器胶芯,特种密封件

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