[go: up one dir, main page]

RU2632823C1 - Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента - Google Patents

Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента Download PDF

Info

Publication number
RU2632823C1
RU2632823C1 RU2016120309A RU2016120309A RU2632823C1 RU 2632823 C1 RU2632823 C1 RU 2632823C1 RU 2016120309 A RU2016120309 A RU 2016120309A RU 2016120309 A RU2016120309 A RU 2016120309A RU 2632823 C1 RU2632823 C1 RU 2632823C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acrylic acid
vulcanization
mixing
mixture
copolymer
Prior art date
Application number
RU2016120309A
Other languages
English (en)
Inventor
Наиль Тимирзянович Гайнуллин
Надежда Александровна Перминова
Original Assignee
Наиль Тимирзянович Гайнуллин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Наиль Тимирзянович Гайнуллин filed Critical Наиль Тимирзянович Гайнуллин
Priority to RU2016120309A priority Critical patent/RU2632823C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2632823C1 publication Critical patent/RU2632823C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C08J3/242—Applying crosslinking or accelerating agent onto compounding ingredients such as fillers, reinforcements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/06—Sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08—Cellulose derivatives
    • C08L1/10—Esters of organic acids, i.e. acylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/02—Copolymers with acrylonitrile
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/588—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
    • C08K2003/222—Magnesia, i.e. magnesium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

Изобретение относится к резинотехнической промышленности и может быть использовано в нефтедобывающей отрасли. Нефтепромысловый элемент получают из композиции, включающей компоненты при следующем соотношении, мас.ч.: бутадиен-нитрильный каучук – БНК или комбинация БНК с гидрированным бутадиен-нитрильным каучуком – ГБНК (100,0), эфир целлюлозы (1,0-30,0), сополимер акриловой кислоты с амидом акриловой кислоты или акрилатом калия (60,0-120,0), технический углерод (50,0-90,0), высокодисперсный оксид кремния (15,0-50,0), оксид цинка (3,0-7,0), магнезия жженая (3,0-10,0), стеариновая кислота (1,5-3,0), антиоксиданты (2,0-3,0), вулканизующая система: сера (0,5-3,0) и ускорители вулканизации (1,3-3,5) или органический пероксид (4,5-10,0) и соагент вулканизации (100% активного вещества) (3,6-5,0), технологические добавки (1,0-3,0). Компоненты перемешивают в две стадии. Сначала в течение 30-40 минут перемешивают компоненты без добавления вулканизующей системы. Температура смеси в конце перемешивания составляет не более 140°C. После охлаждения смеси до 40-60°С вводят вулканизующую систему и перемешивают 10-13 мин. Температура смеси в конце перемешивания составляет не более 110°C. Формуют элемент под давлением 12-20 МПа при температуре 150-170°С в течение 30-60 мин. Обеспечивается повышение степени набухания в воде и увеличение срока эксплуатации. 2 пр.

Description

Изобретение относится к получению нефтепромыслового элемента - прессованного изделия, которое можно применять в нефтедобывающей отрасли.
В различных областях нефтепромысловых приложений, в том числе разведке, бурении, нефтедобыче, широко используют различные нефтепромысловые элементы из эластомерных материалов. Например, пакеры, уплотнительные кольца, прокладки, электрические изоляторы, уплотнительные элементы высокого давления для жидкостей и многие другие элементы. Общим для всех видов этих элементов является воздействие агрессивных сред, разрушающее влияние химических, температурных и механических факторов в подземных средах, что снижает срок службы эластомерных элементов, используемых в нефтепромысловых средах.
Большинство известных разработок в области резиновых композиций с хорошими абсорбирующими свойствами относятся к эластомерным полимерам со сверхвысокой поглощающей способностью, которые неограниченно набухают в водной среде. При этом наблюдается переход отдельных компонентов резиновой смеси из эластомера в водную фазу и происходит образование геля, что приводит к появлению трещин в изделии и быстрому выходу его из строя.
Наиболее близким к заявленному является способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента из композиции, включающей различные каучуки, в том числе бутадиен-нитрильный каучук, мономеры, имеющие группу, выбранную из моно- и дикарбоновых кислот, таких как акриловая, метакриловая, их ангидридов и солей, вулканизирующую систему на основе органического или неорганического вулканизатора, наполнитель, в том числе технический углерод, оксид кремния и другие, сополимер на акрилатной основе, цвиттер-ионный мономер или полимер, неорганический агент набухания, антиоксидант, технологические добавки, путем перемешивания ее компонентов и вулканизации с получением элементов в виде изделий требуемой формы (US 2007/027245, опубл. 01.02.2007).
Недостатком этого известного способа является многокомпонентность используемой композиции при невысокой степени набухания в воде - до 200%.
Техническим результатом заявленного способа является повышение степени набухания в воде и увеличение срока эксплуатации при упрощении состава композиции.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что в способе получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента из композиции, включающей бутадиен-нитрильный каучук, вулканизирующую систему на основе органического или неорганического вулканизатора, наполнитель - технический углерод, оксид кремния, сополимер на акрилатной основе, антиоксидант, технологические добавки, путем перемешивания ее компонентов и формования элемента, используют бутадиен-нитрильный каучук - БНК с содержанием нитрила акриловой кислоты - НАК от 17 до 50 мас. % или его комбинация с гидрированным бутадиен-нитрильным каучуком - ГБНК со степенью гидрирования более 93% и содержанием НАК от 17 до 43 мас. % в соотношении, мас. %: указанный БНК 50-90, указанный ГБНК 10-50, в качестве вулканизирующей системы - серу и ускорители вулканизации или органический пероксид и активатор вулканизации, в качестве сополимера на акрилатной основе - сополимер акриловой кислоты с амидом акриловой кислоты или с акрилатом калия и дополнительно - эфир целлюлозы, оксид цинка, магнезию жженую и стеариновую кислоту, перемешивание осуществляют в две стадии - сначала перемешивают 30-40 мин все компоненты, кроме вулканизирующей системы, при температуре смеси в конце перемешивании не боле 140°C, затем после охлаждения смеси до 40-60°C вводят вулканизирующую систему, перемешивают 10-13 мин при температуре смеси в конце перемешивания не более 110°C, элемент формуют под давлением 12-20 МПа при температуре 150-170°C в течение 30-60 мин, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Указанный БНК или его указанная комбинация -100,0
Эфир целлюлозы -1,0-30,0
Сополимер акриловой кислоты с амидом акриловой кислоты или с акрилатом калия - 60,0-120,0
Технический углерод - 50,0-90,0
Высокодисперсный оксид кремния -15,0-50,0
Оксид цинка - 3,0-7,0
Магнезия жженая - 3,0-10,0
Стеариновая кислота -1,5-3,0
Антиоксиданты - 2,0-3,0
Вулканизующая система:
Сера - 0,5-3,0
Ускорители вулканизации -1,3-3,5
или
Органический пероксид - 4,5-10,0
Соагент вулканизации (100% активного вещества) - 3,6-5,0
Технологические добавки -1,0-3,0
По заявленному изобретению получают различные нефтепромысловые элементы, такие как уплотнительные элементы нефтепромыслового оборудования, кольца круглого сечения, армированные изделия, которые можно применять в нефтедобывающей отрасли, например, для разобщения пластов, изоляции затрубного пространства и отвода потока в скважине, а также возможно использовать в различных областях промышленности. Причем армированные изделия представляют собой резиноармированные изделия, где в качестве армировки может быть использована стальная арматура в виде закладных деталей, металлические основания или стальные трубы различного сечения и длины. При увеличении концентрации указанных в предлагаемом способе эфиров целлюлозы и наполнителей резиновые смеси характеризуются высокой степенью гелеобразования, а также повышенной вязкостью, что затрудняет их переработку на технологическом оборудовании.
В качестве базового эластомерного материала может быть выбран сополимер бутадиена-1,3 и нитрила акриловой кислоты (бутадиен-нитрильный каучук) с содержанием нитрила акриловой кислоты (НАК) от 17 до 50 мас. %. С увеличением содержания НАК повышаются прочностные характеристики, стойкость к воздействию алифатических углеводородов, масел, топлив, а также стойкость к тепловому старению, однако заметно ухудшаются эластичность и морозостойкость резин.
Примеры бутадиен-нитрильного каучука с содержанием НАК от 17% до 50%, применяемого для создания водонабухающей резиновой композиции: Perbunan 1846F (содержание НАК 18+/-1%), Perbunan 3445F (содержание НАК 34+/-1%), Perbunan 3945F (содержание НАК 39+/-1%) (Lanxess, Deutschland GmbH).
Бутадиен-нитрильные каучуки имеют ряд недостатков, а именно низкая стойкость к сероводороду, различным присадкам и повышенным температурам, обусловленные большим содержанием в каучуках данного типа остаточных двойных связей. В связи с этим предлагается использовать гидрированный бутадиен-нитрильный каучук со степенью гидрирования более 94% и содержанием НАК от 17% до 43%.
Резиновые смеси могут быть приготовлены только на основе бутадиен-нитрильного каучука или на основе его комбинации с гидрированным бутадиен-нитрильным каучуком.
Примеры гидрированного бутадиен-нитрильного каучука с содержанием НАК от 17% до 43 мас. % и степенью гидрирования более 94%, применяемого для создания водонабухающей резиновой композиции: Zetpol 2000 (содержание НАК 36%, степень гидрирования 99,5%), Zetpol 2010 (содержание НАК 36%, степень гидрирования 96%) (Zeon Chemicals), Therban 3406 (содержание НАК 34+/-1%, степень гидрирования 99%), Therban 4307 (содержание НАК 42,5%, степень гидрирования 99%) (Lanxess, Deutschland GmbH).
Для повышения степени набухания базового каучука могут быть выбраны следующие эфиры целлюлозы: метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, метилгидроксиэтилцеллюлоза, метилгидроксипропилцеллюлоза, натрий-
карбоксиметилцеллюлоза.
Так как производные целлюлозы имеют высокую растворимость в воде и способны к гелеобразованию, что может негативно отразиться на свойствах изделий из водонабухающей резины, то предлагаемая композиция содержит также сверхабсорбирующий полимер (суперабсорбент) - сополимер акриловой кислоты с амидом акриловой кислоты или с акрилатом калия. Суперабсорбенты - водонерастворимые полимеры, способные при набухании поглощать жидкость в количестве, в 10-100 раз большем их собственной массы. При использовании эфиров целлюлозы совместно с сополимерами акриловой кислоты наблюдается их синергический эффект, что позволяет получить эластомерную композицию с высокой степенью набухания без существенного гелирования водной среды.
Примеры полимеров акриловой кислоты, применяемых для создания водонабухающей резиновой композиции: CABLOC® (сополимер акриловой кислоты с амидом акриловой кислоты) (Evonic Industries), BLUFLOC (сополимер акриловой кислоты с акрилатом калия) (Bluwat Chemicals Co. LTD, Китай), AQUALIC L (сополимер акриловой кислоты с натриевой солью малеиновой кислоты), AQUALIC CS-6 (полимер акриловой кислоты) (NIPPON SHOKUBAI CO., LTD), CHINAFLOC-SAP (сополимер акриловой кислоты с амидом акриловой кислоты) (Shandong Shuiheng Chemical Co., Ltd).
Для вулканизации предлагаемой эластомерной композиции могут быть применены следующие системы:
1. Вулканизация серой в присутствии ускорителей;
2. Вулканизация органическим пероксидом в присутствии соагентов перекисной вулканизации.
В качестве ускорителей серной вулканизации использована «эффективная» система -тетраметилтиурамдисульфид (TMTD, Accelerator TMTD, Тиурам Д) в комбинации с N-циклогексил-2-бензтиазолилдисульфидом (Accelerator CBS, Сульфенамид Ц), обеспечивающая достаточно широкое плато вулканизации, высокие физико-механические свойства и довольно хорошие показатели теплостойкости. Для повышения активности ускорителей необходимо введение активаторов вулканизации таких как оксид цинка (Белила цинковые БЦ-0М), а также применение стеариновой кислоты, магнезии жженой, повышающей термостабильность материала.
Для получения резиновой смеси с повышенной устойчивостью к термоокислительному старению и воздействию агрессивных сред использованы пероксидные сшивающие системы. В качестве вулканизующих агентов применяли пероксиды различной химической природы: пероксид диизопропилбензола (пероксид кумила, Perkadox BC-FF, Luperox DC40P), 2,5-ди(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексан (Luperox 101XL45, DHBP-45), 1,3- и 1,4-ди(трет-бутилпероксиизоропил)бензол (Luperox F-40, Perkadox 14-40). Наилучшую термоагрессивостойкость вулканизатов обеспечивает пероксид кумила.
Для улучшения структуры сетки вулканизатов (повышение плотности и регулярности поперечных связей между макромолекулами каучука) целесообразно вводить в резиновые смеси, вулканизуемые пероксидами, соагенты вулканизации. Наибольшую эффективность при разработке рецептуры показали триаллилизоцианурат (TAIC) и м-фенилендималеимид (HVA-2, малеид Ф).
В связи с тем, что водонабухающая резина является высоконаполненной смесью, которая должна быть при этом технологичной при изготовлении изделий, в качестве наполнителя выбран полуусиливающий технический углерод марки FIF N-550 в комбинации с техническим углеродом средней активности марки SRF N-772. Одним из активных наполнителей разработанной рецептуры является высокодисперсный оксид кремния (сильно гидратированная кремнекислота, белые сажи). Использование белой сажи в качестве наполнителя улучшает теплостойкость, маслостойкость, адгезию резины к металлу. Введение в резиновую смесь бифункционального силана повышает взаимодействие белой сажи с органическим полимером (каучуком). Возможно также применение модифицированной винилсиланами осажденной кремнекислоты, при этом дополнительное использование силанов можно исключить.
Примеры осажденных кремнекислот, применяемых для создания водонабухающей резиновой композиции: БС-120 (ОАО «Сода», Россия), Ultrasil VN3, Coupsil 6190 (Degussa, Германия), Vulkasil S (Lanxess, Deutschland GmbH). Известно, что при эксплуатации изделий в агрессивной среде происходит старение резины. Для предотвращения процессов термической и термоокислительной деструкции необходимо применение антиоксидантов. Наиболее эффективными являются следующие противостарители: 2-меркаптобензимидазол (MBI, Vulkanox MB-2/MG (Lanxess, Deutschland GmbH), комбинация 4,4-бис(1,1-диметилбензил)дифениламин (Alchem МВРА (Safic-Alcan, UK Limited), Naugard 455 (Chemtura Corp.)+цинковая соль 4(5)-метил-2-меркаптобензимидазола (ZMMBI, Vulkanox ZMB-2/C-5 (Lanxess, Deutschland GmbH). Причем при использовании системы Alchem МВРА+ Vulkanox ZMB-2/C-5 наблюдается синергический эффект.
Введение процессинговых добавок в рецептуру эластомерной композиции способствует более равномерному диспергированию наполнителей в матрице каучука, снижению вязкости и, следовательно, улучшению пластоэластических и реометрических свойств резиновой смеси. Наилучший эффект был достигнут при использовании в качестве технологических добавок безводных насыщенных эфиров жирных кислот (Aflux 42, Aktiplast PP (RheinChemie, Deutschland GmbH), Struktol WB222 (Struktol Company, America), а также смеси сложных эфиров и цинковых солей жирных кислот (Struktol WA48 (Struktol Company, America).
Примеры выполнения изобретения
Пример 1 (мас. ч.):
1. Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием НАК 45% - 60,0
2. Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук
со степенью гидрирования 99% и содержанием НАК 39% - 40,0
3. Карбоксиметилцеллюлоза - 20,0
4. Сополимер акриловой кислоты с амидом акриловой кислоты - 120,0
5. Технический углерод N-550 - 20,0
6. Технический углерод N-772 - 60,0
7. Высокодисперсный оксид кремния Vulkasil S - 15,0
8. Оксид цинка (Белила цинковые) - 5,0
9. Магнезия жженая - 10,0
10. Стеариновая кислота - 1,5
11. Антиоксиданты - 2,0
12. Вулканизующая система:
1) Сера - 1,0
2) Ускорители вулканизации:
Тиурам Д - 1,35
Сульфенамид Ц - 1,2
13. Технологическая добавка - 1,5
Пример 2 (мас. ч.):
1. Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием НАК 45% - 100,0
2. Карбоксиметилцеллюлоза - 20,0
3. Сополимер акриловой кислоты с акрилатом калия - 120,0
4. Технический углерод N-550 - 20,0
5. Технический углерод N-772 - 60,0
6. Высокодисперсный оксид кремния Vulkasil S - 15,0
7. Оксид цинка (Белила цинковые) - 5,0
8. Магнезия жженая - 10,0
9. Стеариновая кислота - 1,5
10. Антиоксиданты - 2,0
11. Вулканизующая система:
1) Сера - 1,0
2) Ускорители вулканизации:
Тиурам Д - 1,35
Сульфенамид Ц - 1,2
12. Технологическая добавка - 1,5
Каждую из композиций готовили следующим образом.
Для приготовления эластомерной композиции может быть использовано любое смесительное оборудование.
По изобретению резиновую смесь на вальцах с диаметром рабочей поверхности валка 315 мм изготавливали в две стадии.
Единовременная загрузка на вальцы составляла 4,5 кг.
На стадии I в указанный каучук (либо указанную комбинацию каучуков) последовательно вводились все ингредиенты, за исключением вулканизующих агентов: антиоксиданты (Alchem MBPA и Vulkanox ZMB-2/C-5), эфир целлюлозы (Карбоксиметилцеллюлоза), наполнители (технический углерод марки FIF N-550 в комбинации с техническим углеродом марки SRF N-772, Vulkasil S), сверхабсорбирующий полимер (Cabloc), активаторы вулканизации (белила цинковые, стеариновая кислота, жженая магнезия) и технологические добавки (Struktol WB222).
Ингредиенты вводили равномерно по длине всего зазора между валками, при введении наполнителей постоянно делались косые подрезы до их полного включения в смесь. Температура получаемой смеси в конце смешения не более 140°C. Для исключения подвулканизации смеси введение вулканизующих агентов (сера, тиурам Д, сульфенамид Ц) проводилось на стадии II после ее охлаждения до температуры 40-60°C. После окончания введения ингредиентов 6-8 раз пропускали свернутую в рулон резиновую смесь при минимально возможном зазоре между валками. Затем, увеличив зазор между валками, выпустили смесь в виде листа заданного калибра. Температура смеси в конце смешения не более 110°C. Цикл смешения и гомогенизации стадии I 30-40 мин, стадии II 10-13 мин. Охлаждение листов - воздушное.
Вулканизацию изделий из резиновой смеси по изобретению проводили на вулканизационном гидравлическом прессе с электрическим обогревом при температуре 160°C, давлении 20 МПа в течение 45 минут.
Изготовленные по данному изобретению резинотехнические изделия, в частности уплотнительные манжеты, разбухают в воде при температуре 30-35°C в течение 7 суток на 740% в сравнении с исходным объемом, без гелирования водной среды, что в 1,5-1,8 раз выше степени набухания прототипа. Получаемые по данному изобретению изделия способны в скважинных условиях увеличиваться в объеме в 4-7 раз, что составляет почти 500-800% от объема, занимаемого при спуске в скважину, т.е. от своего собственного объема.
На основе полученных результатов можно утверждать, что разработанный способ при использовании для получения уплотнительных элементов позволит повысить эффективность работы средств для разобщения пластов, обеспечить отсутствие процессов гелеобразования, снизить вероятность возникновения проблем с целостностью изоляции, повысить срок службы элементов на 30-70%.

Claims (4)

  1. Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента из композиции, включающей бутадиен-нитрильный каучук, вулканизирующую систему на основе органического или неорганического вулканизатора, наполнитель - технический углерод, оксид кремния, сополимер на акрилатной основе, антиоксидант, технологические добавки, путем перемешивания ее компонентов и формования элемента, отличающийся тем, что используют бутадиен-нитрильный каучук - БНК с содержанием нитрила акриловой кислоты - НАК от 17 до 50 мас. % или его комбинацию с гидрированным бутадиен-нитрильным каучуком - ГБНК со степенью гидрирования более 93% и содержанием НАК от 17 до 43 мас. % в соотношении, мас. %: указанный БНК 50-90, указанный ГБНК 10-50, в качестве вулканизирующей системы - серу и ускорители вулканизации или органический пероксид и активатор вулканизации, в качестве сополимера на акрилатной основе - сополимер акриловой кислоты с амидом акриловой кислоты или с акрилатом калия и дополнительно - эфир целлюлозы, оксид цинка, стеариновую кислоту и жженую магнезию, перемешивание осуществляют в две стадии - сначала перемешивают 30-40 мин все компоненты, кроме вулканизирующей системы, при температуре смеси в конце перемешивания не более 140°C, затем после охлаждения смеси до 40-60°C вводят вулканизирующую систему, перемешивают 10-13 мин при температуре смеси в конце перемешивания не более 110°C, элемент формуют под давлением 12-20 МПа при температуре 150-170°C в течение 30-60 мин, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
  2. Указанный БНК или его указанная комбинация 100,0 Эфир целлюлозы 1,0-30,0 Сополимер акриловой кислоты с амидом акриловой кислоты или с акрилатом калия 60,0-120,0 Технический углерод 50,0-90,0 Высокодисперсный оксид кремния 15,0-50,0 Оксид цинка 3,0-7,0 Магнезия жженая 3,0-10,0 Стеариновая кислота 1,5-3,0 Антиоксиданты 2,0-3,0
  3. Вулканизующая система:
  4. Сера 0,5-3,0 Ускорители вулканизации 1,3-3,5 или Органический пероксид 4,5-10,0 Соагент вулканизации (100% активного вещества) 3,6-5,0 Технологические добавки 1,0-3,0
RU2016120309A 2016-05-25 2016-05-25 Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента RU2632823C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120309A RU2632823C1 (ru) 2016-05-25 2016-05-25 Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120309A RU2632823C1 (ru) 2016-05-25 2016-05-25 Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2632823C1 true RU2632823C1 (ru) 2017-10-10

Family

ID=60040650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016120309A RU2632823C1 (ru) 2016-05-25 2016-05-25 Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632823C1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685350C1 (ru) * 2018-08-08 2019-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Водонефтенабухающая эластомерная композиция
RU2699643C1 (ru) * 2019-03-25 2019-09-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Резиновая смесь
RU2700604C1 (ru) * 2019-03-22 2019-09-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Резиновая смесь
RU2767071C1 (ru) * 2021-06-09 2022-03-16 Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" Резиновая смесь для изготовления водонабухающих изделий
RU2828592C1 (ru) * 2024-05-30 2024-10-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Вулканизируемая резиновая смесь

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2193571C2 (ru) * 2000-09-20 2002-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт синтетического каучука им. акад. С.В. Лебедева" Способ получения бутадиеннитрильных каучуков
US20070027245A1 (en) * 2005-07-18 2007-02-01 Schlumberger Technology Corporation Swellable Elastomer-Based Apparatus, Oilfield Elements Comprising Same, and Methods of Using Same in Oilfield Applications
RU2522622C2 (ru) * 2008-09-12 2014-07-20 Ленксесс Корпорейшн Композиции гбнк с очень высокими уровнями содержания наполнителей, имеющие превосходную обрабатываемость и устойчивость к агрессивным жидкостям

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2193571C2 (ru) * 2000-09-20 2002-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт синтетического каучука им. акад. С.В. Лебедева" Способ получения бутадиеннитрильных каучуков
US20070027245A1 (en) * 2005-07-18 2007-02-01 Schlumberger Technology Corporation Swellable Elastomer-Based Apparatus, Oilfield Elements Comprising Same, and Methods of Using Same in Oilfield Applications
RU2522622C2 (ru) * 2008-09-12 2014-07-20 Ленксесс Корпорейшн Композиции гбнк с очень высокими уровнями содержания наполнителей, имеющие превосходную обрабатываемость и устойчивость к агрессивным жидкостям

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685350C1 (ru) * 2018-08-08 2019-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Водонефтенабухающая эластомерная композиция
RU2700604C1 (ru) * 2019-03-22 2019-09-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Резиновая смесь
RU2699643C1 (ru) * 2019-03-25 2019-09-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Резиновая смесь
RU2767071C1 (ru) * 2021-06-09 2022-03-16 Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" Резиновая смесь для изготовления водонабухающих изделий
RU2828592C1 (ru) * 2024-05-30 2024-10-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Вулканизируемая резиновая смесь

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2632823C1 (ru) Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента
CN101331183B (zh) 交联性橡胶组合物以及橡胶交联物
EP0163971B1 (en) Oil- and heat-resistant rubber composition
EP2684913B1 (en) Chloroprene rubber composition and vulcanized rubber thereof, and rubber molded product, vibration-damping rubber member, engine mount, and hose using vulcanized rubber
US8815984B2 (en) Elastomeric compositions with improved heat resistance, compression set, and processability
US4965323A (en) Method of vulcanizing rubber at pH 5 to 10
KR102261613B1 (ko) 가교성 니트릴 고무 조성물 및 고무 가교물
EP3124511A1 (en) Nitrile group-containing copolymer rubber, crosslinkable rubber composition and crosslinked rubber product
JPWO2005092971A1 (ja) マスターバッチ組成物、これを含有してなるゴム組成物及び加硫物
US20170022316A1 (en) Cross-linkable rubber composition for seal material used at oilfield or gas well and seal material
EP3026067A1 (en) Nitrile copolymer rubber and production method for same
JPH0376335B2 (ru)
MX2011002606A (es) Composiciones de hnbr con niveles de carga muy altos que tienen excelente capacidad de procesado y resistencia a fluidos agresivos.
US6835780B2 (en) Nitrile rubber composition and vulcanized rubber article
JPH05194801A (ja) 加硫可能なエラストマー混合物
RU2380386C1 (ru) Вулканизуемая резиновая смесь
RU2632824C1 (ru) Способ получения нефтепромыслового набухающего в углеводородной среде элемента
TWI437040B (zh) 改良的聚合物硫化橡膠及其製造方法
JP4003060B2 (ja) 架橋性ゴム組成物及び架橋物
EP0972797A1 (en) Rubber composition containing metal salt of ethylenically unsaturated carboxylic acid
EP3390521A1 (en) Self-healing water-swellable hydraulic seal
US20230027517A1 (en) Rubber composition and vulcanized molded article
JP2004018822A (ja) ゴム架橋物
RU2755481C1 (ru) Эластомерная композиция и способ ее получения
JPS62240338A (ja) 耐熱性が改善されたゴム組成物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190526

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200406