7月18-20日，2024新疆國際石油石化技術(shù)裝備展覽會（cippe新疆石油展）將在新疆國際會展中心舉辦。
中智（遼寧）科技有限公司將攜明星產(chǎn)品亮相展會，展位號：E5308，歡迎業(yè)界同仁蒞臨展位溝通洽談。
企業(yè)及產(chǎn)品簡介
壓裂用凡爾膠皮產(chǎn)品使用壽命影響因素簡析
深井石油和頁巖氣開采領(lǐng)域，水力壓裂技術(shù)已成為提升油氣產(chǎn)量的核心技術(shù)。在這一過程中，壓裂撬作為核心裝備，承擔著至關(guān)重要的角色。為確保其加壓過程中的穩(wěn)定運行，高質(zhì)量的密封產(chǎn)品不可或缺。凡爾膠皮，作為一種關(guān)鍵的緩沖和密封元件，其性能的可靠性直接關(guān)系到整個壓裂作業(yè)的成功與否。
在壓裂作業(yè)中，通常需要多臺壓裂泵車協(xié)同工作，持續(xù)時間從數(shù)小時到數(shù)天不等。這意味著凡爾膠皮在長時間、高強度的工作狀態(tài)下必須保持完美性能。一旦凡爾膠皮出現(xiàn)任何失效，都可能導(dǎo)致整個壓裂作業(yè)的失敗，進而造成巨大的經(jīng)濟損失。考慮到壓裂介質(zhì)通常具有酸堿腐蝕性、高含砂比、高壓及大排量等特點，對凡爾膠皮的性能提出了極高的要求。
聚氨酯彈性體，憑借其卓越的力學(xué)性能、耐磨性和承壓能力，在密封領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。特別是在油氣壓裂領(lǐng)域，聚氨酯彈性體成為了制造凡爾膠皮的理想選擇。其出色的性能能夠確保凡爾膠皮在極端的工作條件下仍然保持穩(wěn)定和可靠，從而保障壓裂作業(yè)的順利進行。
在凡爾膠皮的生產(chǎn)過程中，材料和成型工藝是影響其使用壽命的關(guān)鍵因素。其中，材料的選擇對于凡爾膠皮的工況適應(yīng)性和應(yīng)用效果起著決定性的作用。為了確保凡爾膠皮的性能達到最佳，我們需要關(guān)注其物理機械性能、曲撓性能、耐磨性能以及耐苛刻腐蝕介質(zhì)的性能等技術(shù)指標。
1、室溫和高溫力學(xué)性能對比
表1 室溫和高溫力學(xué)性能對比
采用獨特的合成工藝，相比于市售材料，中智材料在室溫下的拉伸強度、斷裂伸長率和撕裂強度具有顯著的優(yōu)勢；在80℃下的定伸強度、拉伸強度、斷裂伸長率和撕裂強度更為顯著。中智PU相比于市售PU在室溫和高溫下均具有顯著的性能優(yōu)勢。
2、曲撓性能
當壓裂泵工作時，凡爾膠皮在使用過程中主要起密封和緩沖作用，曲撓測試能部分反映聚氨酯彈性體材料的耐疲勞性能，進而影響使用壽命。
表2 曲撓性能
在凡爾膠皮使用過程中，石英砂或/和陶粒沖刷產(chǎn)品表面，同時在部分位置形成堆積，在高頻沖擊作用下，石英砂和陶粒會對凡爾膠皮產(chǎn)品形成剛性切割，進而形成割口。當形成割口后，凡爾膠皮產(chǎn)品在高頻受壓的情況下會加劇產(chǎn)品工作面破壞，甚至斷裂。中智材料在抗割口產(chǎn)生和割口產(chǎn)生后出現(xiàn)失效的性能更好，產(chǎn)品使用的穩(wěn)定性和壽命更好。
3、磨耗
在凡爾膠皮使用過程中，大流量的含沙介質(zhì)不斷地沖刷工作面，導(dǎo)致工作面快速磨損、破壞。
表3 基于不同異氰酸酯的TPU材料的阿克隆磨耗
中智材料在耐磨性上遠勝于市售材料，在應(yīng)對復(fù)雜苛刻工況時具有更好的抗磨損性能，能更好地保持產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整性，提升產(chǎn)品的使用壽命和穩(wěn)定性。
4、酸性介質(zhì)濃度對材料性能的影響
將中智和市售聚氨酯彈性體材料置于質(zhì)量分數(shù)25%的85℃硫酸溶液中浸泡，測試不同浸泡時間下的耐酸老化性能，結(jié)果如表4所示。
隨著硫酸老化時間的延長，市售聚氨酯彈性體材料先出現(xiàn)溶脹后形成質(zhì)量損失，材料的拉伸強度迅速衰減；中智聚氨酯彈性體材料在測試周期內(nèi)拉伸強度先增加后逐漸減小，同測試周期內(nèi)相較于市售聚氨酯彈性體材料具有更好的耐酸腐蝕性能，在應(yīng)對高酸含量工況下具有更突出的應(yīng)用優(yōu)勢。
5、應(yīng)用效果對比
同等工況下，中智產(chǎn)品使用相同段數(shù)后具有更光潔的工作面，無粘砂嵌砂現(xiàn)象，產(chǎn)品工作面結(jié)構(gòu)完成。
中智凡爾膠皮產(chǎn)品于重慶永川頁巖氣壓裂使用8段后，產(chǎn)品工作面光滑，無粘砂嵌砂情況產(chǎn)生；在使用12段后，產(chǎn)品唇口受閥體閥座壽命或剛性異物影響造成結(jié)構(gòu)缺失，工作面狀態(tài)較好。
中智（遼寧）科技有限公司憑借其完備的聚氨酯彈性體材料研發(fā)、合成和制品生產(chǎn)線，以及從原材料、合成工藝和制造工藝等多角度優(yōu)化產(chǎn)品參數(shù)的能力，成功實現(xiàn)了產(chǎn)品承壓能力和使用穩(wěn)定性的提升。這種綜合實力和創(chuàng)新能力，使得公司在聚氨酯彈性體材料領(lǐng)域應(yīng)用處于行業(yè)前列，并為公司的持續(xù)發(fā)展和市場競爭提供了有力保障。
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