抽油機(jī)耐磨盤(pán)根的創(chuàng)新與應(yīng)用

王家旭 張相君

【摘 要】在抽油機(jī)井口采油樹(shù)上盤(pán)根盒內(nèi)大量使用的橡膠盤(pán)根，耐壓、耐磨、密封性差，使用壽命短。通過(guò)對(duì)盤(pán)根材料的性能分析，找出影響因素和能有效解決問(wèn)題的辦法，設(shè)計(jì)出新型高耐磨盤(pán)根，提高盤(pán)根的使用壽命。

【關(guān)鍵詞】耐磨盤(pán)根；黑四氟；芳綸

一、前言

目前，新疆采油廠寶浪采油管理區(qū)機(jī)抽油井盤(pán)根盒主要采用丁腈橡膠作為盤(pán)根。由于該油田油井深，抽油機(jī)負(fù)荷重；含水、結(jié)垢普遍，電化學(xué)腐蝕較大，普通橡膠盤(pán)根耐壓、耐磨、密封性差，使用壽命短，平均使用壽命只有12天時(shí)間。為了降低生產(chǎn)成本，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，需要采用效果更好的油井盤(pán)根作為填料，因此，筆者設(shè)計(jì)制作了一種“高耐磨四氟芳綸盤(pán)根”，該盤(pán)根采用含有石墨粒子的聚四氟乙烯線編織成黑四氟盤(pán)根骨架，再用高質(zhì)量的芳綸纖維對(duì)黑四氟盤(pán)根進(jìn)行包角，最后用聚四氟乳液和潤(rùn)滑添加劑浸漬，晾干后成型。經(jīng)試驗(yàn)，該盤(pán)根的使用壽命達(dá)到60天以上，很好的滿足了寶浪油田機(jī)采油井的現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

二、結(jié)構(gòu)工藝

該盤(pán)根采用“黑四氟+芳綸”組合，結(jié)構(gòu)及制作過(guò)程包括幾個(gè)方面：

1、選用優(yōu)質(zhì)黑四氟線編織成合適規(guī)格的盤(pán)根環(huán)做為骨架（盤(pán)根內(nèi)層）

黑四氟是由含有石墨粒子的聚四氟乙烯線編織而成。具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、高潤(rùn)滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。

首先采用黑四氟編織成盤(pán)根環(huán)做為新式盤(pán)根的內(nèi)層骨架。這種黑四氟盤(pán)根環(huán)除了保留聚四氟乙烯所具有的耐化學(xué)腐蝕等特性外，還有良好的熱傳導(dǎo)性和自潤(rùn)滑性。

2、采用強(qiáng)度、彈性較好的芳綸纖維對(duì)黑四氟盤(pán)根環(huán)編織包角（盤(pán)根外層）

芳綸纖維具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能。其強(qiáng)度是鋼絲的5～6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量?jī)H為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長(zhǎng)的生命周期。

盤(pán)根四周與光桿接觸，是受力最大的部位，因此，采用芳綸纖維對(duì)黑四氟盤(pán)根環(huán)進(jìn)行包角，使黑四氟盤(pán)根的四周抗磨性能提高數(shù)倍，就可以增強(qiáng)盤(pán)根的使用壽命。

3、采用聚四氟乳液和潤(rùn)滑劑對(duì)盤(pán)根進(jìn)行浸漬提高耐腐蝕性

聚四氟乙烯乳液有突出的耐熱、耐寒及耐磨性，還有不粘著、不吸水、不燃燒等特點(diǎn)。可直接用于浸漬多纖維、紡絲等制品，用以制得抗粘防腐涂層。

因此，將編織好的盤(pán)根放在聚四氟乳液和潤(rùn)滑劑中浸漬，可以提高盤(pán)根的耐腐蝕性。在研制過(guò)程中，多次試驗(yàn)表明，當(dāng)聚四氟乙烯配合潤(rùn)滑劑使用，浸漬24小時(shí)，效果顯著。

三、效果分析

高耐磨四氟芳綸盤(pán)根設(shè)計(jì)成功以后，首先選出有代表性的5口抽油機(jī)井，采用新設(shè)計(jì)的盤(pán)根對(duì)其進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，分析使用效果，并不斷優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)工藝，使盤(pán)根的性能達(dá)到最佳狀態(tài)。

試驗(yàn)結(jié)束后筆者先后對(duì)寶浪油田B205、B2117、B2314、B2315、B2316等20口油井進(jìn)行推廣使用，經(jīng)反復(fù)檢查確認(rèn)，新型盤(pán)根平均使用壽命達(dá)到66天，其中有6口油井的使用壽命達(dá)到90天左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通丁腈橡膠盤(pán)根平均12天的使用壽命。同時(shí)帶來(lái)三大效果：1、盤(pán)根使用量大大減少，降低了油井成本。2、加盤(pán)根次數(shù)減少，增加了生產(chǎn)時(shí)間，相對(duì)增加了原油產(chǎn)量。3、降低了采油工的日常勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也減少了因頻繁操作帶來(lái)的安全隱患。

四、標(biāo)準(zhǔn)化及鞏固措施

新研制的高耐磨四氟芳綸盤(pán)根，采用黑四氟+芳綸組合，在結(jié)構(gòu)上性能互補(bǔ)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，達(dá)到即具有較好的密封性，又具有較好的耐磨性和耐腐蝕性的效果。經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，制作方法目前已定型，完整的做法是，采用含有石墨粒子的聚四氟乙烯線編織成黑四氟盤(pán)根骨架，再用高質(zhì)量的芳綸纖維對(duì)黑四氟盤(pán)根進(jìn)行包角，最后用PTFE聚四氟乳液和潤(rùn)滑添加劑浸漬，晾干后成型。

由于每一口油井的井下技術(shù)狀況、采出介質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境存在差異，為了適應(yīng)不同的生產(chǎn)環(huán)境，新研制的盤(pán)根在材料及工藝方面仍有優(yōu)化改進(jìn)的空間，盤(pán)根的耐磨性、抗腐蝕性、密封性等方面仍有提高的潛力。

因此，后期我們將采取以下鞏固措施：1、對(duì)新研制的高耐磨四氟芳綸盤(pán)根的使用效果進(jìn)行跟蹤，對(duì)外型設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，提高盤(pán)根在不同油井不同環(huán)境下的適應(yīng)能力。2、繼續(xù)尋找新的盤(pán)根材料，對(duì)其性能進(jìn)行研究，探索嘗試新工藝、新方法，對(duì)盤(pán)根進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，提高盤(pán)根的使用壽命。

五、結(jié)論

高耐磨四氟芳綸盤(pán)根具有高抗磨、強(qiáng)耐壓、耐腐蝕性好的特點(diǎn)，在荷載大、含水高、電化學(xué)腐蝕性強(qiáng)的油井上表現(xiàn)出很強(qiáng)的適應(yīng)性，對(duì)于泵深較淺、荷載較小的油井，使用壽命會(huì)更長(zhǎng)，目前已做為寶浪油田機(jī)采油井的主要盤(pán)根。該盤(pán)根對(duì)于其他油田，不同開(kāi)采環(huán)境下的機(jī)采油井具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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