CN105254933A - 固井用橡胶塞的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固井用橡胶塞的制备方法，属于橡胶制品制备领域。为了解决现有的固井橡胶易老化，需要经常更换的问题，本发明提供一种固井用橡胶塞的制备方法，包括用丙二酸对木质纤维素短纤维进行改性、生胶制备、混炼和加热成型。本发明在双辊开炼机中依次加入生胶、改性木质纤维素短纤维、细粒子碳酸钙、氧化锌、氧化镁、促进剂DM、防老剂NBC、橡胶塑解剂和硫化剂BP进行混炼，制得的橡胶制品具有强度高、蠕变小、压缩回弹性大、密封性好，并且具有优异的耐油、耐老化性能，可广泛用于石油钻采中的水泥头内使用，起隔离固井作业中不同的液体的作用。
Description
技术领域
本发明属于橡胶制品制备领域，具体涉及一种固井用橡胶塞的制备方法。
背景技术
固井是钻井过程中的重要作业。在钻井作业中一般至少要有两次固井（生产井），多至4~5次固井（深探井）。最上面的固井是表层套管固井，它起的是“泥浆通路，油气门户”的作用。在下一次开钻之前，表层套管上要装防喷器预防井喷。防喷器之上要装泥浆导管，是钻井液返回泥浆池的通路。钻井过程中往往要下技术套管固井，它起的是“巩固后方，安全探路”的作用。和公路的隧道、煤矿中的巷道一样，钻井过程中也会遇到井塌、高压和不稳定的地层，同时也是为了在向前“探路”中遇险有个退路，起到“救助”的作用。油层套管起的是“严密封隔，油气门户”的作用。油层未钻穿前，油气水在地层中处于平衡和封隔的状态，钻穿后油气水层连成一体。所以为了试油和开采油气，必须下油层套管注水泥，将油气水层严密封隔；同时，油层套管在生产时是油气藏向井口输送的通道，关井时是油气的临时仓库。
固井胶塞是一种安装在固井水泥头内的橡胶制品，其作用是隔离固井作业中不同的液体，如钻井液与水泥浆液。由于固井橡胶的作业环境是一个需要耐高压、耐水、耐油的地方，需要橡胶具有高强度、耐油、耐水、不易老化等特点。但目前的固井橡胶易老化，需要经常更换。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种固井用橡胶塞的制备方法,采用如下技术方案：
一种固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、木质纤维素短纤维改性：将木质纤维素短纤维和丙二酸按（45~55）：1的质量比进行混合，进行加热改性，即得改性木质纤维素短纤维；
b、将天然胶NR在60--70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块，得生胶；
c、将步骤b得到生胶放入双辊开炼机中，然后依次加入步骤a得到的改性木质纤维素短纤维、细粒子碳酸钙、氧化锌、氧化镁、促进剂DM、防老剂NBC、橡胶塑解剂和硫化剂BP，进行混炼，得到混合物A；
d、将步骤c得到的混合物A放入模具中，加热成型，即得所述的固井用橡胶塞。
优选地，步骤a中所述的加热改性包括以下内容：加热温度为50~70℃；加热时间为15~20min。
优选地，步骤d中所述的加热成型包括以下内容：加热温度为60℃~90℃，加热时间为10~30min。
本发明的有益效果如下：
1.本发明提供的固井用橡胶塞的制备方法，采用丙二酸对木质纤维素短纤维进行改性，并控制改性温度和改性时间，经过改性的木质纤维素短纤维，具有以下好处：提高未硫化胶料的强度和挺性，而不影响粘度，易于加工；降低挤出膨胀率；提高硫化胶的杨氏弹性模量、抗压弹性模量、拉伸强度、硬度、弯曲刚性及耐割口增长性能；减小硫化胶的蠕变和在溶剂中的溶胀。
2.本发明提供的固井用橡胶塞的制备方法，将橡胶塑解剂SJ-103加入到双辊开炼机中进行混炼，能提高橡胶塑炼的可塑度和塑炼效率，可缩短塑炼时间三分之一左右，节约能源以及提高劳动生产效率。
3.本发明提供的固井用橡胶塞的制备方法，在双辊开炼机中添加原料的顺序，使得混合更均匀，更能发挥橡胶和其他配合剂的相互作用，为橡胶终产品的使用性能提供保障；本发明中对加热成型的时间和温度进行控制，制得的橡胶制品具有强度高、蠕变小、压缩回弹性大、密封性好，并且具有优异的耐油、耐老化性能，可广泛用于石油钻采中的水泥头内使用，起隔离固井作业中不同的液体的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、木质纤维素短纤维改性：将木质纤维素短纤维和丙二酸按（45~50）：1的质量比进行混合，进行加热改性，即得改性木质纤维素短纤维；
加热改性的温度为50~60℃，时间为15~18min；
b、将天然胶NR在60~70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块，得生胶；
c、将步骤b得到生胶放入双辊开炼机中，然后依次加入步骤a得到的改性木质纤维素短纤维、细粒子碳酸钙、氧化锌、氧化镁、促进剂DM、防老剂NBC、橡胶塑解剂和硫化剂BP，进行混炼，得到混合物A；
d、将步骤c得到的混合物A放入模具中，加热成型，即得所述的固井用橡胶塞。其中，加热成型的温度为60℃~80℃，加热时间为20~30min。
实施例2
一种固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、木质纤维素短纤维改性：将木质纤维素短纤维和丙二酸按（50~55）：1的质量比进行混合，进行加热改性，即得改性木质纤维素短纤维；
加热改性的温度为60~70℃，时间为18~20min；
b、将天然胶NR在60~65℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块，得生胶；
c、将步骤b得到生胶放入双辊开炼机中，然后依次加入步骤a得到的改性木质纤维素短纤维、细粒子碳酸钙、氧化锌、氧化镁、促进剂DM、防老剂NBC、橡胶塑解剂和硫化剂BP，进行混炼，得到混合物A；
d、将步骤c得到的混合物A放入模具中，加热成型，即得所述的固井用橡胶塞。其中，加热成型的温度为70℃~90℃，加热时间为10~20min。
实施例3
一种固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、木质纤维素短纤维改性：将木质纤维素短纤维和丙二酸按45：1的质量比进行混合，进行加热改性，即得改性木质纤维素短纤维；
加热改性的温度为50~70℃，时间为15~20min；
b、将天然胶NR在65~70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块，得生胶；
c、将步骤b得到生胶放入双辊开炼机中，然后依次加入步骤a得到的改性木质纤维素短纤维、细粒子碳酸钙、氧化锌、氧化镁、促进剂DM、防老剂NBC、橡胶塑解剂和硫化剂BP，进行混炼，得到混合物A；
d、将步骤c得到的混合物A放入模具中，加热成型，即得所述的固井用橡胶塞。其中，加热成型的温度为75℃~85℃，加热时间为10~30min。
实施例4
一种固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、木质纤维素短纤维改性：将木质纤维素短纤维和丙二酸按55：1的质量比进行混合，进行加热改性，即得改性木质纤维素短纤维；
加热改性的温度为55~65℃，时间为15~20min；
b、将天然胶NR在60~70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块，得生胶；
c、将步骤b得到生胶放入双辊开炼机中，然后依次加入步骤a得到的改性木质纤维素短纤维、细粒子碳酸钙、氧化锌、氧化镁、促进剂DM、防老剂NBC、橡胶塑解剂和硫化剂BP，进行混炼，得到混合物A；
d、将步骤c得到的混合物A放入模具中，加热成型，即得所述的固井用橡胶塞。其中，加热成型的温度为70℃~80℃，加热时间为20~25min。
Claims (3)
1.一种固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、木质纤维素短纤维改性：将木质纤维素短纤维和丙二酸按（45~55）：1的质量比进行混合，进行加热改性，即得改性木质纤维素短纤维；
b、将天然胶NR在60~70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块，得生胶；
c、将步骤b得到生胶放入双辊开炼机中，然后依次加入步骤a得到的改性木质纤维素短纤维、细粒子碳酸钙、氧化锌、氧化镁、促进剂DM、防老剂NBC、橡胶塑解剂和硫化剂BP，进行混炼，得到混合物A；
d、将步骤c得到的混合物A放入模具中，加热成型，即得所述的固井用橡胶塞。
2.根据权利要求1所述的固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，步骤a中所述的加热改性包括以下内容：加热温度为50~70℃；加热时间为15~20min。
3.根据权利要求1所述的固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，步骤d中所述的加热成型包括以下内容：加热温度为60℃~90℃，加热时间为10~30min。
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| CN (1) | CN105254933A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106366391A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-01 | 枣阳市恒泰化工有限公司 | 一种高强度耐热型油田固井胶胶塞的配制方法 |
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| CN1042166A (zh) * | 1988-10-26 | 1990-05-16 | 联合信号股份有限公司 | 短纤维和包含短纤维的增强的弹性体组成物 |
| CN101724182A (zh) * | 2009-12-03 | 2010-06-09 | 信义集团公司 | 利用短纤维橡胶复合材料制备固井胶塞的方法 |
| CN101974172A (zh) * | 2010-10-26 | 2011-02-16 | 华南理工大学 | 一种纳米微晶纤维素/炭黑/天然橡胶复合材料的制备方法 |
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- 2014-06-13 CN CN201410262627.4A patent/CN105254933A/zh active Pending
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