CN110982228A - 油田桥塞座封用动力源及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田桥塞座封用动力源及其制备方法,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂30~50份、氧化剂40~70份、固化剂3~10份、稀释剂1~5份和燃烧调节剂0.5~2份。本发明制备的动力源不属于爆炸品,耐热性能好,抗高温性能为180℃,48h,不燃不爆,可以满足深井油田的使用要求;配方组分少、相容性好,工艺简单易行,生产工艺稳定,保证长期储存并且在高温高压下不发生化学作用;原料来源广泛,价格便宜,生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及油井桥塞投放工具的动力源,具体涉及一种油田桥塞座封用动力源及其制备方法。
背景技术
桥塞动力源配套油井桥塞投放工具,近几年来,随着油井工艺技术的提高,对桥塞动力源提出更高的要求:燃速低,可以降低燃气对桥塞投放工具的冲刷和烧蚀;残渣含量低,燃气洁净,可确保桥塞投放工具活塞杆中心孔的通畅,以及对环境友好。
在目前大多数动力源中,丁羟-高氯酸铵配方系统应用最广,虽然有较高的能量水平及比冲,但成本价格较高,生产安全性和环保性较差,耐温性能也一般(不能超过150℃/24h),该复合推进剂的燃速较高,使油井桥塞的座封时间偏短,其性能达不到油井桥塞座封的要求,并且这类桥塞动力源都属于爆炸品,1.4C,运输管控受限,需要专用库房、购买运输许可,因此选用性能稳定,危险性低的新型含能材料,替代现有产品采用的黑火药类物质和强氧化剂,形成“非爆型桥塞动力装置”提供给油田用户,具有广阔的应用前景。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足,本发明提供了一种油田桥塞座封用动力源及其制备方法,克服现有动力源成本高、生产安全性差和环保性差等缺陷。
为达到上述目的,本发明采取如下的技术方案:
一种油田桥塞座封用动力源,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂、氧化剂、固化剂、稀释剂和燃烧调节剂。
本发明还包括如下技术特征:
具体的,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂30~50份、氧化剂40~70份、固化剂3~10份、稀释剂1~5份和燃烧调节剂0.5~2份。
具体的,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂40~50份、氧化剂50~65份、固化剂5~8份、稀释剂1~4份和燃烧调节剂2份。
具体的,所述双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂为E42、E44和E51中的一种或一种以上的组合。
具体的,所述氧化剂为硝酸钠、硝酸钾和硝酸锶中的一种或两种的组合。
具体的,所述固化剂为二氨基二苯甲烷、2-乙基-4-甲基咪唑、聚酰胺651和聚酰胺650中的一种或两种的组合。
具体的,所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚和1,6-己二醇二缩水甘油醚中的一种或一种以上的组合。
具体的,所述燃烧调节剂为三氧化二铁、氧化铜、碳黑、乙基二茂铁和正辛基二茂铁中的一种或一种以上的组合。
所述的油田桥塞座封用动力源的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:按照比例称量双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂、氧化剂、固化剂、稀释剂和燃烧调节剂;
步骤二:称量后各组分放入混合机中混合,混合时间40min~60min,制得料浆;
步骤三:待混合均匀后,将料浆真空浇注到模具中,然后常温固化48h。
本发明与现有技术相比,有益的技术效果是:
1、本发明属于非爆炸品,节省购买时间、运输时间、管理时间,大幅度降低各环节费用,消除安全管控风险。
2、本发明耐热性能好,抗高温性能为180℃,48h,不燃不爆,可以满足深井油田的使用要求。
3、本发明配方组分少、相容性好,工艺简单易行,生产工艺稳定,保证长期储存并且在高温高压下不发生化学作用。
4、原料来源广泛,价格便宜,生产成本低。
具体实施方式
本发明提供一种油田桥塞座封用动力源,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂、氧化剂、固化剂、稀释剂和燃烧调节剂。以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂30~50份、氧化剂40~70份、固化剂3~10份、稀释剂1~5份和燃烧调节剂0.5~2份。更具体的,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂40~50份、氧化剂50~65份、固化剂5~8份、稀释剂1~3份和燃烧调节剂2份。双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂为E42、E44和E51中的一种或一种以上的组合。氧化剂为硝酸钠、硝酸钾和硝酸锶中的一种或两种的组合。固化剂为二氨基二苯甲烷、2-乙基-4-甲基咪唑、聚酰胺651和聚酰胺650中的一种或两种的组合。稀释剂为丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚和1,6-己二醇二缩水甘油醚中的一种或一种以上的组合。燃烧调节剂为三氧化二铁、氧化铜、碳黑、乙基二茂铁和正辛基二茂铁中的一种或一种以上的组合。
本发明还提供一种油田桥塞座封用动力源的制备方法,该方法包括以下步骤:
步骤一:按照比例称量双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂、氧化剂、固化剂、稀释剂和燃烧调节剂;
步骤二:称量后各组分放入混合机中混合,混合时间40min~60min,制得料浆;
步骤三:待混合均匀后,将料浆真空浇注到模具中,然后常温固化48h。
以下给出本发明的具体实施例,需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下述实施例中的实验操作,如无特殊说明均为常规实验操作;实施例中所用的原料或材料,如无特殊说明,均购自常规化学试剂公司。
实施例1:
本实施例给出一种油田桥塞座封用动力源,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂E-44:50份、氧化剂硝酸钠:70份、固化剂二氨基二苯甲烷:10份、稀释剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚:5份和燃烧调节剂三氧化二铁:2份。油田桥塞座封用动力源的制备方法包括以下步骤:
步骤一:按照比例称量双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂、氧化剂、固化剂、稀释剂和燃烧调节剂;
步骤二:称量后各组分放入混合机中混合,混合时间40min~60min,制得料浆;
步骤三:待混合均匀后,将料浆真空浇注到模具中,然后常温固化48h。
实施例2:
本实施例给出一种油田桥塞座封用动力源,本实施例与实施例1的区别在于,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂E-42:50份、氧化剂硝酸钠:40份、固化剂二氨基二苯甲烷:3.5份、稀释剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚:5份和燃烧调节剂氧化铜:1.5份。其制备方法与实施例1相同。
实施例3:
本实施例给出一种油田桥塞座封用动力源,本实施例与实施例1的区别在于,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂E-44:30份、氧化剂硝酸钠:40份、固化剂二氨基二苯甲烷:3份、稀释剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚:1份和燃烧调节剂碳黑:0.5份。其制备方法与实施例1相同。
实施例4:
本实施例给出一种油田桥塞座封用动力源,本实施例与实施例1的区别在于,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂E-44:40份、氧化剂硝酸钾:55份、固化剂2-乙基-4-甲基咪唑:6.5份、稀释剂1,6-己二醇二缩水甘油醚:3份和燃烧调节剂乙基二茂铁:1.25份。其制备方法与实施例1相同。
实施例5:
本实施例给出一种油田桥塞座封用动力源,本实施例与实施例1的区别在于,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂E-51:42份、氧化剂硝酸钠:52.7份、固化剂2-乙基-4-甲基咪唑:2.5份、稀释剂1,6-己二醇二缩水甘油醚:2份和燃烧调节剂乙基二茂铁:0.8份。其制备方法与实施例1相同。
实施例6:
本实施例给出一种油田桥塞座封用动力源,本实施例与实施例1的区别在于,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂E-51:45份、氧化剂硝酸钠:60份、固化剂二氨基二苯甲烷:8份、稀释剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚:4份和燃烧调节剂乙基二茂铁:2份。其制备方法与实施例1相同。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
对比例1:
本实施例给出一种油田桥塞座封用动力源,本对比例与实施例1的区别在于,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂E-51:42份、氧化剂硝酸钠:55.5份、固化剂2-乙基-4-甲基咪唑:2.5份、稀释剂1,6-己二醇二缩水甘油醚:2份。其制备方法与实施例1相同。
对比例2:
本实施例给出一种油田桥塞座封用动力源,本对比例与实施例1的区别在于,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂E-51:42份、氧化剂硝酸钠:55.5份、固化剂2-乙基-4-甲基咪唑:2.5份、燃烧调节剂乙基二茂铁:0.8份。其制备方法与实施例1相同。
以上各实施例和对比例的油田桥塞座封用动力源性能测试:
实施例1制得的油田桥塞座封用动力源:耐高温性:参照WJ9016-94来判断耐热性能和安定性能(Φ20mm×20mm药柱),180℃,48h,不燃不爆不变形,热减量0.87%;
平均燃速:r=3.808mm/s(Baker20#桥塞工具地面拉断25T释放套);
残渣率:ω=28.6%,药浆试用期:>4h。
实施例2制得的油田桥塞座封用动力源:耐高温性:参照WJ9016-94来判断耐热性能和安定性能(Φ20mm×20mm药柱),180℃,48h,不燃不爆不变形,热减量0.56%;
平均燃速:r=3.848mm/s(Baker20#桥塞工具地面拉断25T释放套);
残渣率:ω=25.9%,药浆试用期:>4h。
实施例3制得的油田桥塞座封用动力源:耐高温性:参照WJ9016-94来判断耐热性能和安定性能(Φ20mm×20mm药柱),180℃,48h,不燃不爆不变形,热减量0.78%;
平均燃速:r=3.875mm/s(Baker20#桥塞工具地面拉断25T释放套);
残渣率:ω=29.6%,药浆试用期:>4h。
实施例4制得的油田桥塞座封用动力源:耐高温性:参照WJ9016-94来判断耐热性能和安定性能(Φ20mm×20mm药柱),180℃,48h,不燃不爆不变形,热减量0.94%;
平均燃速:r=3.926mm/s(Baker20#桥塞工具地面拉断25T释放套);
残渣率:ω=30.5%,药浆试用期:>4h
实施例5制得的油田桥塞座封用动力源:耐高温性:参照WJ9016-94来判断耐热性能和安定性能(Φ20mm×20mm药柱),180℃,48h,不燃不爆不变形,热减量0.94%;
平均燃速:r=4.026mm/s(Baker20#桥塞工具地面拉断25T释放套);
残渣率:ω=28.5%,药浆试用期:>4h。
实施例6制得的油田桥塞座封用动力源:耐高温性:参照WJ9016-94来判断耐热性能和安定性能(Φ20mm×20mm药柱),180℃,48h,不燃不爆不变形,热减量0.64%;
平均燃速:r=3.826mm/s(Baker20#桥塞工具地面拉断25T释放套);
残渣率:ω=26.8%,药浆试用期:>4h。
对比例1中不加燃烧调节剂,燃速变慢,能量损失大,会造成桥塞座封失败。对比例2中不加稀释剂,会造成料浆粘稠,生产工艺无法实现。
Claims (9)
1.一种油田桥塞座封用动力源,其特征在于,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂、氧化剂、固化剂、稀释剂和燃烧调节剂。
2.如权利要求1所述的油田桥塞座封用动力源,其特征在于,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂30~50份、氧化剂40~70份、固化剂3~10份、稀释剂1~5份和燃烧调节剂0.5~2份。
3.如权利要求2所述的油田桥塞座封用动力源,其特征在于,以重量份数计,包括以下原料:双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂40~50份、氧化剂50~65份、固化剂5~8份、稀释剂1~4份和燃烧调节剂2份。
4.如权利要求1所述的油田桥塞座封用动力源,其特征在于,所述双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂为E42、E44和E51中的一种或一种以上的组合。
5.如权利要求1所述的油田桥塞座封用动力源,其特征在于:所述氧化剂为硝酸钠、硝酸钾和硝酸锶中的一种或两种的组合。
6.如权利要求1所述的油田桥塞座封用动力源,其特征在于:所述固化剂为二氨基二苯甲烷、2-乙基-4-甲基咪唑、聚酰胺651和聚酰胺650中的一种或两种的组合。
7.如权利要求1所述的油田桥塞座封用动力源,其特征在于:所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚和1,6-己二醇二缩水甘油醚中的一种或一种以上的组合。
8.如权利要求1所述的油田桥塞座封用动力源,其特征在于:所述燃烧调节剂为三氧化二铁、氧化铜、碳黑、乙基二茂铁和正辛基二茂铁中的一种或一种以上的组合。
9.如权利要求1至8任一权利要求所述的油田桥塞座封用动力源的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一:按照比例称量双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂、氧化剂、固化剂、稀释剂和燃烧调节剂;
步骤二:称量后各组分放入混合机中混合,混合时间40min~60min,制得料浆;
步骤三:待混合均匀后,将料浆真空浇注到模具中,然后常温固化48h。
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