Нефтегазовые новости / Технологии /
Применение фторэластомеров AFLAS® для изготовления ответственных резинотехнических изделий для нефтегазовой промышленности
Применение фторэластомеров AFLAS® для изготовления ответственных резинотехнических изделий для нефтегазовой промышленности
Новость от 23.07.2021, добавлена в 16:09 в категории: Технологии16793 просмотра 0 комментариев
Впервые фторэластомеры марки AFLAS® были применены в России в 2002 г. при производстве комплектующих для высокооборотного (до 10 тыс. об/мин) оборудования компании «Нефтемаш», предназначавшегося для добычи нефти на месторождениях компании «ЮКОС». Рабочие температуры в маслонаполненном приводном погружном электродвигателе (ПЭД) могли превосходить 200 °C. Поэтому эластомерный материал уплотнений должен был обладать достаточной термостойкостью. Кроме того, он должен был быть стойким к взрывной декомпрессии (кессоно- стойким).
На тот момент в РФ на рынке эластомеров, рассчитанных на температуру более 200 °C, существовали фтор- и силиконовые каучуки. Силиконовые каучуки не обладали достаточными показателями прочности и паростойкости, поэтому оставались только эластомеры на основе фторкаучуков FKM. Однако структура этих материалов такова, что проникающие в них газы при скоростной десорбции разрушают их, т. е. фторкаучуки не обладают кессоностойкостью.
Рис. 1. Протекторная диафрагма установки электроцентробежного насоса
По этой причине встал вопрос о выборе импортного эластомерного материала, подходящего под жесткие условия эксплуатации оборудования заказчика. Мы изучили информацию, полученную от разработчиков международной компании Baker Hughes, в части требований к протекторным диафрагмам для установок электроцентробежных насосов, где рекомендуемым материалом был запатентованный фторэластомер FEPM марки AFLAS® 100H японской компании AGC Inc. (Asahi Glass Company Chemicals), связались с этой компанией, и нам был направлен образец материала. Существенным фактором выбора этого материала стала его стойкость к сероводороду, водяному пару и взрывной декомпрессии. Проблемой при работе с ним было сильное залипание материала на пресс-форме при вулканизации. В целях оптимизации процесса изготовления изделий наши специалисты провели ряд экспериментов с дополнительными ингредиентами и разработали свою авторскую рецептуру на основе фторэластомера марки AFLAS® 100H. Для подтверждения стойкости разработанных рецептур мы отдавали наши образцы в авторитетную испытательную лабораторию MERL (Великобритания). В дальнейшем в целях регулярного контроля стойкости наших резин, применяемых для изготовления ответственных изделий для нефтяного оборудования, к взрывной декомпрессии лаборатория «РЕАМ-РТИ» была оснащена специальным лабораторным реактором высокого давления (рис. 2).
Рис. 2. Лабораторный реактор высокого давления
Значимой проблемой при применении стандартных режимов изготовления протекторных диафрагм из материалов на основе AFLAS® был высокий процент механических повреждений – трещин и расслоения материала. Специалисты компании провели работу по подбору режимов вулканизации, спроектировали специальное оборудование для термостатирования и в итоге разработали уникальную технологию изготовления резино-технических изделий по авторской рецептуре на основе AFLAS® 100H на прессах прямого прессования. Данная технология обеспечила съем изделий с пресс-формы без механических повреждений. Со временем наша компания научилась изготавливать и более сложные изделия для нефтегазовой отрасли.
В 2013 г. по проекту для компании FMC (США) с учетом их жестких требований к рабочим характеристикам уплотнений кабельного ввода УЭЦН для подводной добычи нефти наши специалисты разработали и освоили производство многослойной муфты с различными электропроводящими характеристиками слоев, соединенных методом совулканизации без применения клея. Это было большим инновационным шагом компании «РЕАМ-РТИ», аналогов нашей технологии не существует до сих пор. Муфта кабельного ввода (рис. 3) предназначена для критических условий эксплуатации: содержание Н2S – 25 %, температура – 250 °C. В качестве слоев выступали материалы с электропроводящими свойствами на основе фторэластомера AFLAS® 100Н по разработанным уникальным рецептурам.
Рис. 3. Муфта кабельного ввода
В настоящее время компания «РЕАМ-РТИ» занимается разработкой и производством уплотнительных изделий на основе фторэластомеров для пакерных систем, работающих в экстремальных условиях эксплуатации – при температурах до 200 °C и давлении 70 МПа. При производстве таких объемных изделий (рис. 4) важно соблюдать специфические режимы термостатирования, исключающие растрескивание, что было с успехом решено в производственных условиях «РЕАМ-РТИ».
Рис. 4. Манжета пакерной систем
Манжеты обладают высокими показателями термо- и агрессивостойкости, прочности и стойкости к взрывной декомпрессии, низким коэффициентом сухого трения, способностью к многократной работе при проведении операций гидроразрыва пласта.
На сегодняшний день «РЕАМ-РТИ», по мнению экспертов отрасли, является лидером в области производства изделий из эластомеров на основе фтор- эластомеров семейства AFLAS® и может изготавливать формовые резино-технические изделия по собственным авторским рецептурам на основе AFLAS® различной сложности и габаритов. Мы выпускаем широкий ассортимент продукции: уплотнительные кольца круглого и других сечений, гамму протекторных диафрагм для ПЭД, уплотнительные манжеты (рис. 6), сильфоны (рис. 7) и ряд уникальных изделий, применяя авторские рецептуры резиновых смесей, максимально подходящие для экстремальных условий работы и соответствующие высоким требованиям заказчиков.