碳纖維復合材料連續抽油桿專用環氧樹脂配套料由低粘度耐高溫環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、耐化學腐蝕、韌性、絕緣性及綜合機械強度,滿足碳纖維復合材料連續抽油桿的生產工藝要求。
有桿采油是國內外應用最廣泛的機械采油技術,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以及西部塔里木油田、近海海洋油田的開發,深井、超深井、強腐蝕井的數量急速增加,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,使用傳統金屬抽油桿三個月,抽油桿就會因為腐蝕產生疲勞斷裂。因此,傳統金屬抽油桿成為制約有桿采油發展的“瓶頸”,研制超高強度和耐腐蝕桿是抽油桿技術發展的方向,4000~6000米的超深井和腐蝕嚴重的井是主要的應用領域。碳纖維連續抽油桿是最能適合腐蝕井、深井的桿種。
用碳纖維增強復合材料制成的連續抽油桿無接頭,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;輕質高強碳纖維抽油桿使桿柱重量大大減少,碳纖維復合材料連續抽油桿每千米質量僅200Kg,而鋼質抽油桿(以7/8in為例)每千米質量達2980Kg,因此應用碳纖維復合材料連續抽油桿可以降低舉升能耗,降低抽油機型號,減少地面設備的一次性投入費用。經工況試驗統計,降低能耗達50%左右,降低抽油機型號1-2個機型。而且由于其連續性,在應用中經過優化設計桿柱組合,可實現超沖程采油,提高產液量。并大大降低了鋼桿應用中由于其接頭、接箍多而引起的活塞效應,減少液體流動阻力,提高系統效率。用碳纖維增強復合材料制成的連續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。碳纖維復合材料連續抽油桿是針對深井、超深井、強腐蝕井研制開發的。碳纖維抽油桿的研制成功,為復合材料在工業上的應用開辟了一個新的領域,具有十分明顯的經濟效益和社會效益。
主要技術指標
配方性能 | 1 | 2 | ||
---|---|---|---|---|
CP-03A | CP-03B | CP-04A | CP-04B | |
化學成分 | 多官能環氧 | 改性酸酐 | 多官能環氧 | 改性酸酐 |
粘度mpa.s | 5000-10000 | 200-400 | 4000-8000 | 200-400 |
環氧值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160-170,Ⅱ區190-200℃,Ⅲ區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