螺杆泵配件定子橡胶的选择与配方设计

　　螺杆泵配件定子橡胶衬套是采油螺杆泵的关键部件之一，是决定螺杆泵使用寿命的主要因素。采油工况要求定子橡胶具有较好的耐油气浸性能、耐温性能、抗磨损性能以及抗疲劳老化性能等，特别是耐油气浸能力尤为重要。由于各油田甚至同一油田的不同区块的原油物性相差较大，对定子橡胶的影响也明显不同，尤其是定子橡胶的溶胀性能以及力学物理化学性能决定了定子橡胶的寿命。因此，定子橡胶的好坏，即橡胶配方的合理性和配伍性，是螺杆泵采油能否成功的关键技术。
 

　　国外在订购螺杆泵采油系统时，制造商要求用户提供当地油井的油样，根据油样化验的石油成分和含有的腐蚀介质，来选择相应的螺杆泵配件定子橡胶材料的配方，以确保螺杆泵采油系统的使用寿命。国外不允许在不了解油井石油成分和伴生物、腐蚀介质的情况下，乱用螺杆泵采油系统，这也是防止螺杆泵采油系统过早破坏的主要措施，因为橡胶材料配方使用不当，橡胶定子将会发生烂胶、脱胶等现象，将会使螺杆泵在一个月甚至一周内完全失效，其浪费是相当大的。所以近年来，国外生产螺杆泵的公司，都有多种橡胶材料配方定子，以适应各种腐蚀油井开采石油的需要，确保应有的使用寿命。

　　目前国外研究了4种橡胶材料作为螺杆泵定子衬套副的材料，即丁腈橡胶、超高丙烯腈含量橡胶、氢化丁腈橡胶和含氟橡胶。其中高丙烯腈含量橡胶 （Highnitri lerub ber）能成功地用于温度为40℃、芳香族化合物含量达11％的油井中；氢化丁腈橡胶 （HSN）。
 

　　能较好地适应二氧化碳、硫化氢和甲烷气体含量较高的油品环境 （CO2、H2S的含量可达2％），而且保持较好的力学性能，这种橡胶已经成功地用于250℃的高温油井中；氟橡胶能适应较高的温度，但力学性能不理想，因此寿命不长。

　　在定子橡胶中加入添加剂，对减轻螺杆和衬套之间的摩擦很有益处，尤其在含水含气较高的油井中。

　　国内目前主要还是采用丁腈橡胶作为螺杆泵定子衬套的材料，因此难以适应各种油井工况，严重阻碍螺杆泵的应用。迅速建立原油物性与螺杆泵定子橡胶材料之间的最优匹配关系数据库，是拓展潜油螺杆泵采油系统应用面的关键。