2024年3月25-27日，一年一度的世界石油天然氣大會——第二十四屆中國國際石油石化技術裝備展覽會（cippe2024）將在北京•中國國際展覽中心（新館）舉行。
 

中智（遼寧）科技有限公司將攜最新設備和產品亮相展會，展位號：E3918，歡迎業界同仁蒞臨展位溝通洽談。
 

企業及產品簡介

 

壓裂用凡爾膠皮產品使用壽命影響因素簡析

深井石油和頁巖氣開采領域，水力壓裂技術已成為提升油氣產量的核心技術。在這一過程中，壓裂撬作為核心裝備，承擔著至關重要的角色。為確保其加壓過程中的穩定運行，高質量的密封產品不可或缺。凡爾膠皮，作為一種關鍵的緩沖和密封元件，其性能的可靠性直接關系到整個壓裂作業的成功與否。
 

在壓裂作業中，通常需要多臺壓裂泵車協同工作，持續時間從數小時到數天不等。這意味著凡爾膠皮在長時間、高強度的工作狀態下必須保持完美性能。一旦凡爾膠皮出現任何失效，都可能導致整個壓裂作業的失敗，進而造成巨大的經濟損失。考慮到壓裂介質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，憑借其卓越的力學性能、耐磨性和承壓能力，在密封領域得到了廣泛應用。特別是在油氣壓裂領域，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定和可靠，從而保障壓裂作業的順利進行。
 

在凡爾膠皮的生產過程中，材料和成型工藝是影響其使用壽命的關鍵因素。其中，材料的選擇對于凡爾膠皮的工況適應性和應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的性能等技術指標。
 

1、室溫和高溫力學性能對比
 

 

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。
 

 

在凡爾膠皮使用過程中，石英砂或/和陶粒沖刷產品表面，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品形成剛性切割，進而形成割口。當形成割口后，凡爾膠皮產品在高頻受壓的情況下會加劇產品工作面破壞，甚至斷裂。中智材料在抗割口產生和割口產生后出現失效的性能更好，產品使用的穩定性和壽命更好。
 

3、磨耗
 

在凡爾膠皮使用過程中，大流量的含沙介質不斷地沖刷工作面，導致工作面快速磨損、破壞。
 

 

中智材料在耐磨性上遠勝于市售材料，在應對復雜苛刻工況時具有更好的抗磨損性能，能更好地保持產品結構的完整性，提升產品的使用壽命和穩定性。
 

4、酸性介質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量分數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溶脹后形成質量損失，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拉伸強度先增加后逐漸減小，同測試周期內相較于市售聚氨酯彈性體材料具有更好的耐酸腐蝕性能，在應對高酸含量工況下具有更突出的應用優勢。
 

5、應用效果對比
 

 

同等工況下，中智產品使用相同段數后具有更光潔的工作面，無粘砂嵌砂現象，產品工作面結構完成。
 

 

中智凡爾膠皮產品于重慶永川頁巖氣壓裂使用8段后，產品工作面光滑，無粘砂嵌砂情況產生；在使用12段后，產品唇口受閥體閥座壽命或剛性異物影響造成結構缺失，工作面狀態較好。
 

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、合成和制品生產線，以及從原材料、合成工藝和制造工藝等多角度優化產品參數的能力，成功實現了產品承壓能力和使用穩定性的提升。這種綜合實力和創新能力，使得公司在聚氨酯彈性體材料領域應用處于行業前列，并為公司的持續發展和市場競爭提供了有力保障。