碳纖維復(fù)合材料連續(xù)抽油桿專用環(huán)氧樹脂配套料由低粘度耐高溫環(huán)氧樹脂與特種固化劑組成,具有混合粘度低、適用期長、操作工藝性好等特點,固化制品具有良好的耐溫、耐化學(xué)腐蝕、韌性、絕緣性及綜合機械強度,滿足碳纖維復(fù)合材料連續(xù)抽油桿的生產(chǎn)工藝要求。
有桿采油是國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的機械采油技術(shù),世界上80%以上的機械采油均采用此方法。隨著勝利油田和大慶油田等老油田的二次開發(fā)以及西部塔里木油田、近海海洋油田的開發(fā),深井、超深井、強腐蝕井的數(shù)量急速增加,開采難度越來越大。井深的不斷增加不但使金屬抽油桿承受越來越大的交變、振蕩載荷,僅其自重一項就不堪負擔;另外,腐蝕嚴重的井,使用傳統(tǒng)金屬抽油桿三個月,抽油桿就會因為腐蝕產(chǎn)生疲勞斷裂。因此,傳統(tǒng)金屬抽油桿成為制約有桿采油發(fā)展的“瓶頸”,研制超高強度和耐腐蝕桿是抽油桿技術(shù)發(fā)展的方向,4000~6000米的超深井和腐蝕嚴重的井是主要的應(yīng)用領(lǐng)域。碳纖維連續(xù)抽油桿是最能適合腐蝕井、深井的桿種。
用碳纖維增強復(fù)合材料制成的連續(xù)抽油桿無接頭,顯著減少了磨損;運輸安裝簡便;適合于超深井、斜井等多種油井的要求;輕質(zhì)高強碳纖維抽油桿使桿柱重量大大減少,碳纖維復(fù)合材料連續(xù)抽油桿每千米質(zhì)量僅200Kg,而鋼質(zhì)抽油桿(以7/8in為例)每千米質(zhì)量達2980Kg,因此應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料連續(xù)抽油桿可以降低舉升能耗,降低抽油機型號,減少地面設(shè)備的一次性投入費用。經(jīng)工況試驗統(tǒng)計,降低能耗達50%左右,降低抽油機型號1-2個機型。而且由于其連續(xù)性,在應(yīng)用中經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計桿柱組合,可實現(xiàn)超沖程采油,提高產(chǎn)液量。并大大降低了鋼桿應(yīng)用中由于其接頭、接箍多而引起的活塞效應(yīng),減少液體流動阻力,提高系統(tǒng)效率。用碳纖維增強復(fù)合材料制成的連續(xù)抽油桿有極好的耐腐蝕性能,具有很高的疲勞強度,在正常使用情況下,使用壽命可達5年以上。碳纖維復(fù)合材料連續(xù)抽油桿是針對深井、超深井、強腐蝕井研制開發(fā)的。碳纖維抽油桿的研制成功,為復(fù)合材料在工業(yè)上的應(yīng)用開辟了一個新的領(lǐng)域,具有十分明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
主要技術(shù)指標
配方性能 | 1 | 2 | ||
---|---|---|---|---|
CP-03A | CP-03B | CP-04A | CP-04B | |
化學(xué)成分 | 多官能環(huán)氧 | 改性酸酐 | 多官能環(huán)氧 | 改性酸酐 |
粘度mpa.s | 5000-10000 | 200-400 | 4000-8000 | 200-400 |
環(huán)氧值eq/100g | 0.60-0.65 | 0.55-0.60 | ||
密度g/cm3 | 1.10-1.20 | 1.15-1.25 | 1.10-1.20 | 1.15-1.25 |
混合比(重量) | 100:120-125 | 100:110-115 | ||
混合粘度25℃ | 300-500mpa.s | 300-500mpa.s | ||
可使用期(hr) | 25℃10-12hr | 25℃10-12hr | ||
固化物Tg℃* | 170-180 | 150-160 | ||
參考拉擠、固化條件 | 模具Ⅰ區(qū)160-170,Ⅱ區(qū)190-200℃,Ⅲ區(qū)210-220℃,后固化段220-230℃,拉擠速度0.5-0.8m/min,模具長度0.8-1.2m。 |
*純樹脂澆注體:固化條件90℃/2hr+110℃/1hr+180℃/3hr.
混合料粘度變化曲線(25℃ 300g)
混合料溫度-粘度變化曲線(300g)
混合料溫度-凝膠時間變化曲線(熱板法)
固化物參考性能指標(純樹脂澆注體)*
配方號 | 1 | 2 |
---|---|---|
彎曲強度MPa | 90-100 | 100-110 |
彎曲模量MPa | 2800-3000 | 3000-3200 |
拉伸強度MPa | 35-45 | 40-50 |
拉伸模量MPa | 1700-1900 | 1800-2000 |
斷裂伸長率% | 3-4 | 4-5 |
沖擊強度kJ/m2 | 10-12 | 12-15 |
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg℃ | 170-180 | 150-160 |
馬丁耐熱℃ | 150-160 | 130-140 |
*固化條件:90℃2小時+110℃1小時+180℃3小時