[发明专利]固井用橡胶塞的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶制品制备领域，具体涉及一种固井用橡胶塞的制备方法。

背景技术

固井是钻井过程中的重要作业。在钻井作业中一般至少要有两次固井（生产井），多至4~5次固井（深探井）。最上面的固井是表层套管固井，它起的是“泥浆通路，油气门户”的作用。在下一次开钻之前，表层套管上要装防喷器预防井喷。防喷器之上要装泥浆导管，是钻井液返回泥浆池的通路。钻井过程中往往要下技术套管固井，它起的是“巩固后方，安全探路”的作用。和公路的隧道、煤矿中的巷道一样，钻井过程中也会遇到井塌、高压和不稳定的地层，同时也是为了在向前“探路”中遇险有个退路，起到“救助”的作用。油层套管起的是“严密封隔，油气门户”的作用。油层未钻穿前，油气水在地层中处于平衡和封隔的状态，钻穿后油气水层连成一体。所以为了试油和开采油气，必须下油层套管注水泥，将油气水层严密封隔；同时，油层套管在生产时是油气藏向井口输送的通道，关井时是油气的临时仓库。

固井胶塞是一种安装在固井水泥头内的橡胶制品，其作用是隔离固井作业中不同的液体，如钻井液与水泥浆液。由于固井橡胶的作业环境是一个需要耐高压、耐水、耐油的地方，需要橡胶具有高强度、耐油、耐水、不易老化等特点。但目前的固井橡胶易老化，需要经常更换。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种固井用橡胶塞的制备方法,采用如下技术方案：

一种固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、木质纤维素短纤维改性：将木质纤维素短纤维和丙二酸按（45~55）：1的质量比进行混合，进行加热改性，即得改性木质纤维素短纤维；

b、将天然胶NR在60--70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块，得生胶；

c、将步骤b得到生胶放入双辊开炼机中，然后依次加入步骤a得到的改性木质纤维素短纤维、细粒子碳酸钙、氧化锌、氧化镁、促进剂DM、防老剂NBC、橡胶塑解剂和硫化剂BP，进行混炼，得到混合物A；

d、将步骤c得到的混合物A放入模具中，加热成型，即得所述的固井用橡胶塞。

优选地，步骤a中所述的加热改性包括以下内容：加热温度为50~70℃；加热时间为15~20min。

优选地，步骤d中所述的加热成型包括以下内容：加热温度为60℃~90℃，加热时间为10~30min。

本发明的有益效果如下：

1.本发明提供的固井用橡胶塞的制备方法，采用丙二酸对木质纤维素短纤维进行改性，并控制改性温度和改性时间，经过改性的木质纤维素短纤维，具有以下好处：提高未硫化胶料的强度和挺性，而不影响粘度，易于加工；降低挤出膨胀率；提高硫化胶的杨氏弹性模量、抗压弹性模量、拉伸强度、硬度、弯曲刚性及耐割口增长性能；减小硫化胶的蠕变和在溶剂中的溶胀。

2.本发明提供的固井用橡胶塞的制备方法，将橡胶塑解剂SJ-103加入到双辊开炼机中进行混炼，能提高橡胶塑炼的可塑度和塑炼效率，可缩短塑炼时间三分之一左右，节约能源以及提高劳动生产效率。

3.本发明提供的固井用橡胶塞的制备方法，在双辊开炼机中添加原料的顺序，使得混合更均匀，更能发挥橡胶和其他配合剂的相互作用，为橡胶终产品的使用性能提供保障；本发明中对加热成型的时间和温度进行控制，制得的橡胶制品具有强度高、蠕变小、压缩回弹性大、密封性好，并且具有优异的耐油、耐老化性能，可广泛用于石油钻采中的水泥头内使用，起隔离固井作业中不同的液体的作用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种固井用橡胶塞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、木质纤维素短纤维改性：将木质纤维素短纤维和丙二酸按（45~50）：1的质量比进行混合，进行加热改性，即得改性木质纤维素短纤维；

加热改性的温度为50~60℃，时间为15~18min；

b、将天然胶NR在60~70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块，得生胶；

c、将步骤b得到生胶放入双辊开炼机中，然后依次加入步骤a得到的改性木质纤维素短纤维、细粒子碳酸钙、氧化锌、氧化镁、促进剂DM、防老剂NBC、橡胶塑解剂和硫化剂BP，进行混炼，得到混合物A；