CN109942924A - 一种具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料。主要解决了现有井口密封器密封效果变差介质容易泄漏造成增加能耗降低盘根填料使用寿命的问题。该具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，其组分及配比按质量百分比计如下：橡胶颗粒25‑45％；环氧树脂2‑5％；46‑62#半精炼石蜡15‑20％；52#—62#半精炼粗石蜡粉末10‑15%；氯乙烯共聚树脂5‑10％；增塑剂15‑25%；除湿剂3‑5%；发泡剂0.5‑1%；固化剂0.2‑1.0％；滑石粉5‑15%；二硫化钼锂基润滑脂5‑15%；基础油3‑5%。该具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，对盘根填料的材质进行改进，提供了固态、液态缓释润滑剂结构，可根据光杆与填料的接触压力情况缓慢释放润滑能力，减少光杆行程阻力，降低设备能耗，延长盘根填料寿命。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油工程技术领域，尤其涉及一种具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料。
背景技术
在油田采出体系中的抽油机井井口盘根密封填料多采用整体的橡胶或其衍生物为材质，为保证其运行良好，在装填时需要同时加入一些润滑脂，减少光杆-填料的摩擦力，同时采出液中含的原油也对两者起到了一定的润滑作用。近年来受含水上升影响以及常规润滑脂的流失，井口盘根盒的密封效果变差，介质泄漏问题日渐突出，针对上述问题，行业中目前的主流解决方向多集中在井口密封装置的突破上。但在填料的性能没有大的改变下，其综合性能提升有限。
发明内容
本发明在于克服背景技术中存在的井口盘根盒润滑性能与密封效果差以及介质易泄漏的问题，而提供一种具备缓释自润滑功能的密封填料。该具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，通对盘根填料的材质改进，使填料材质具备良好缓释自润滑能力，可直接减少光杆行程阻力，降低设备能耗，延长盘根填料寿命。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料 ，其组分及配比按质量百分比计如下：橡胶颗粒25-45％；环氧树脂2-5％；46-62#半精炼石蜡15-20％；52#—62#半精炼粗石蜡粉末10-15%；氯乙烯共聚树脂5-10％；增塑剂15-25%;除湿剂3-5%；发泡剂0.5-1%；固化剂0.2-1.0％；滑石粉5-15%；二硫化钼锂基润滑脂5-15%；基础油3-5%。
该具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料 各组分的作用：
所述橡胶颗粒采用废旧轮胎侧壁、废内胎等纯度较高的橡胶原料经多次机械破碎方式获得，其颗粒度为1-10mm不等，且杂质＜30%。
所述环氧树脂为液态二酚基丙烷型环氧树脂。
所述46-62#半精炼石蜡为46-62#半精炼石蜡板中的一种，需根据不同季节温度进行选择，制备工艺前敲成小块即可。
所述52#—62#半精炼粗石蜡粉末为符合GB/T254-2010标准的半精炼石蜡并经冷却粉碎且颗粒度在10-30目之间粉末状石蜡。
所述氯乙烯共聚树脂为环氧树脂胶体增粘剂。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二酯。
所述除湿剂为氧化铝。
所述发泡剂为聚氨酯发泡剂。
所述滑石粉为干湿法研磨加工的普通滑石粉。
所述固化剂为异氰酸酯。
所述基础油为石蜡基矿物油。
本发明还提供了一种具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料的制备方法，包括以下步骤：
(1) 按比例将相应配方量的橡胶颗粒、滑石粉送入搅拌器内连续搅拌预混，再将相应量46-62#半精炼石蜡加热至80-90℃完全熔化后，加入运行中的搅拌器内，与预拌和的原料混合，继续搅拌30-60min至完全吸收混匀；
(2) 待搅拌器内温度降低至50-65℃时，投入相应量氯乙烯共聚树脂、氧化铝、邻苯二甲酸二酯、环氧树脂成分连续混合搅拌30min；
(3) 检测搅拌器内的物料温度降低至45℃以下后，继续投入52#—62#半精炼粗石蜡粉末、聚氨酯发泡剂并持续搅拌10-20min，再将二硫化钼润滑脂和基础油加入，继续搅拌10min；
(4) 在工艺3阶段后期，再次倒入部分滑石粉混匀出料晾晒12-24小时，即成为颗粒状盘根填料，需要另外密闭保存。
本发明对盘根填料的材质进行改进，在填料内部加入大量固态润滑材料和耐磨橡胶材料，使其具备良好自润滑性和柔韧性，固态润滑材料受温度影响进行缓释固液相变，吸收光杆-填料的磨损发热产生的热量，并直接提供润滑。在每次盘根加压调整过程中，本填料可迅速完成光杆密封防泄漏-填料摩擦低损耗的平衡过程，减少光杆行程阻力，降低设备能耗，并达到延长盘根填料寿命的目的。
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，使用前以散碎颗粒物料为特征，可单独或与其它常规填料混合加入任意型号的井口盘根盒内，按照常规程序对填料进行加压调整，最初高压下填料因与光杆摩擦会产生热量，使热影响区域的填料中的石蜡介质发生熔化，吸收了盘根盒内的多余热量，防止了填料和光杆的高温磨损，同时少量析出液态蜡被光杆带出盘根盒外，填料承受的压力下降后，与光杆的摩擦力减小，摩擦发热停止，填料温度下降石蜡开始凝固，填料实现二次成型。二次紧固盘根盒后，光杆与填料摩擦加剧，填料中的二硫化钼、石蜡与基础油成分开始缓慢释放，光杆与填料的阻力减小，同时填料热磨损降至最低，填料使用寿命得到延长。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
(1)首先将直径在1-10mm之间的橡胶颗粒25kg、滑石粉5kg送入搅拌器内连续搅拌预混，再将46-62#半精炼石蜡15 kg加热至80-90℃完全熔化后，加入运行中的搅拌器内，与预拌和的原料混合，继续搅拌30-60min至完全吸收混匀；
(2) 待搅拌器内温度降低至50-65℃时，投入氯乙烯共聚树脂5kg、氧化铝3kg、邻苯二甲酸二酯15kg、环氧树脂5kg成分连续混合搅拌30min；
(3) 检测搅拌器内的物料温度降低至45℃以下后，继续投入52#—62#半精炼粗石蜡粉末15 kg、发泡剂聚氨酯0.5 kg、固化剂异氰酸酯0.5kg并持续搅拌10-20min，再将二硫化钼润滑脂5 kg和石蜡基矿物油3 kg加入，继续搅拌10min；
(4) 在工艺3阶段后期，再次倒入部分滑石粉2.5kg混匀出料晾晒12-24小时，即成为颗粒状盘根填料，需要另外密闭保存。
实施例2：
(1)首先将直径在1-10mm之间的高胶橡胶颗粒45kg、滑石粉10kg送入搅拌器内连续搅拌预混，再将46-62#工业石蜡20kg加热至80-90℃完全熔化后，加入运行中的搅拌器内，与预拌和的原料混合，继续搅拌30-60min至完全吸收混匀；
(2) 待搅拌器内温度降低至50-65℃时，投入氯乙烯共聚树脂10kg、氧化铝5kg、邻苯二甲酸二酯25kg、环氧树脂微粒10kg等成分连续混合搅拌30min；
(3) 检测搅拌器内的物料温度降低至45℃以下后，继续投入46-62#工业石蜡粉末25kg、聚氨酯发泡剂1 kg、固化剂异氰酸酯1kg并持续搅拌10-20min，再将二硫化钼润滑脂15kg和石蜡基矿物油5kg加入，继续搅拌10min；
(4) 在工艺3阶段后期，再次倒入滑石粉5kg混匀出料晾晒12-24小时，即成为颗粒状盘根填料，需要另外密闭保存。
实施例1-2制备的具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，使用前以散碎颗粒物料为特征，可单独或与其它常规填料混合加入任意型号的井口盘根盒内，按照常规程序对填料进行加压调整，最初高压下填料因与光杆摩擦会产生热量，使热影响区域的填料中的石蜡介质发生熔化，吸收了盘根盒内的多余热量，防止了填料和光杆的高温磨损，同时少量析出液态蜡被光杆带出盘根盒外，填料承受的压力下降后，与光杆的摩擦力减小，摩擦发热停止，填料温度下降石蜡开始凝固，填料实现二次成型。二次紧固盘根盒后，光杆与填料摩擦加剧，填料中的二硫化钼、石蜡与基础油成分开始缓慢释放，光杆与填料的阻力减小，同时填料热磨损降至最低。
新加入盘根填料的抽油机井，按照运行要求需要填料做24-36小时的硬性磨合，方可进行二次加压姿势调整，这一阶段抽油机负载电流普遍增加3-10%，填料函的温度可达到70-80℃以上，严重增大了抽油机能耗。经现场试验，采用本发明缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料在初次加装时，第一阶段磨合时间仅为30-60min，填料函温度就降至常温状态，抽油机负载电流恢复正常，二次紧固填料函时间可从常规2-3天/次延长到1-2月/次，试验井填料最长更换周期超过400天，节能降耗效果明显。
所述缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料尤其适合低冲次常规水驱体系抽油机井使用。
Claims (6)
1.一种具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，其特征在于：其组分及配比按质量百分比计如下：橡胶颗粒25-45％；环氧树脂2-5％； 46-62#半精炼石蜡15-20％；52#—62#半精炼粗石蜡粉末10-15%；氯乙烯共聚树脂5-10％；增塑剂15-25%;除湿剂3-5%；发泡剂0.5-1%；固化剂0.2-1.0％；滑石粉5-15%；二硫化钼锂基润滑脂5-15%；基础油3-5%。
2.根据权利要求1所述的一种具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，其特征在于：橡胶颗粒颗粒度为1-10mm，且杂质＜30%。
3.根据权利要求1所述的一种具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，其特征在于：所述基础油为石蜡基矿物油。
4.根据权利要求1所述的一种具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，其特征在于：增塑剂为邻苯二甲酸二酯 ；除湿剂为氧化铝；发泡剂为聚氨酯发泡剂；所述固化剂为异氰酸酯。
5.一种权利要求1所述的具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1) 按比例将相应配方量的橡胶颗粒、滑石粉送入搅拌器内连续搅拌预混，再将相应量46-62#半精炼石蜡加热至80-90℃完全熔化后，加入运行中的搅拌器内，与预拌和的原料混合，继续搅拌30-60min至完全吸收混匀；
(2) 待搅拌器内温度降低至50-65℃时，投入相应量氯乙烯共聚树脂、氧化铝、邻苯二甲酸二酯、环氧树脂成分连续混合搅拌30min；
(3) 检测搅拌器内的物料温度降低至45℃以下后，继续投入52#—62#半精炼粗石蜡粉末、发泡剂、固化剂并持续搅拌10-20min，再将二硫化钼润滑脂和基础油加入，继续搅拌10min；
(4) 在工艺3阶段后期，再次倒入部分滑石粉混匀出料晾晒12-24小时，即成为颗粒状盘根填料，需要另外密闭保存。
6.根据权利要求5所述的一种具备缓释自润滑功能的抽油机井口密封填料，其特征在于：所述步骤（1）与步骤（4）中使用滑石粉的比例为10-15%和5%。
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