[发明专利]一种页岩气用耐油基螺杆钻具

说明书

技术领域

本发明属于橡胶材料及其制备领域，涉及一种页岩气用耐油基螺杆钻具。

背景技术

全球随着煤炭和石油、天然气等资源的逐渐匮乏，达摩克斯剑高悬，能源危机频现，能源成为制约世界经济和社会可持续发展的瓶颈，中国亦是如此，因此，寻找和开发新一代绿色环保能源成为当前的重中之重，页岩气作为一种新能源成为了众多企业发展的方向。近几年来我国主要在四川、鄂尔多斯盆地的长宁、威远、昭通、涪陵等地取得页岩气勘探突破，特别是在四川的涪陵、涪陵取得了页岩气的高产，而页岩气的开采的特殊性和复杂性，特别是不同于石油开采，随之而来的页岩气开采用耐油基螺杆钻具的研发成为了当前迫切需要解决的难题。

随着岩页气井的开采规模越来越大，耐油基螺杆钻具在工作的过程中得到越来越广泛的使用。页岩气用耐油基螺杆钻具在含有大量柴油成分的油基泥浆环境下，耐油基螺杆钻具内部的橡胶材料会产生较大的体积膨胀，会使耐油基螺杆钻具的物理机械性能下降，会对耐油基螺杆钻具的寿命产生一定的影响，有效缩短耐油基螺杆钻具的寿命，甚至会使定子橡胶失效，从而导致耐油基螺杆钻具无法继续使用，因此，迫切需要开发出具有良好耐油性能的耐油基螺杆钻具，并保证工作的正常进行。我国现有企业在页岩气用耐油基螺杆钻具上也有所研究，但他们走的是引进、服务、仿制、生产、替代的路线，仍未形成具有国际竞争力的页岩气用耐油基螺杆钻具，我国页岩气用耐油基螺杆钻具面临新的挑战，因此，企业需要在现有的耐油基螺杆钻具的基础上，对页岩气用耐油基螺杆钻具进行更进一步的研究，对现有的页岩气用耐油基螺杆钻具进行更进一步的改善，使页岩气用耐油基螺杆钻具得到更加广泛的应用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种页岩气用耐油基螺杆钻具，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种页岩气用耐油基螺杆钻具，其特征在于，所述螺杆钻具包括转子、橡胶衬套以及定子套管，所述橡胶衬套由以下质量份数的原料制成：氢化丁腈90-110份，碳黑95-115份，白碳黑18-26份，氧化锌15-24份，硬脂酸3-7份，防老剂13-19份，古马隆13-17份，分散剂1-5份，邻苯二甲酸二辛酯8-13份，增塑剂17-23份，硫磺0.5-1.8份，交联剂5-9份，促进剂6-12份，抗撕裂树脂2-6份以及抗水解剂1-4份。

作为本发明的一种改进，所述防老剂为N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹啉聚合体的混合物，所述N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹啉聚合体的重量比为3:5。

作为本发明的一种改进，所述促进剂为促进剂NOBS以及促进剂TMTD的混合物，所述促进剂NOBS与促进剂TMTD的重量比为3:5。

作为本发明的一种改进，所述抗水解剂为二（2,6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、二（4-苯氧基-2,6-二异丙基苯基）碳化二亚胺以及二（4-叔丁基-2,6-二异丙基苄基）碳化二亚胺的混合物，所述二（2,6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、二（4-苯氧基-2,6-二异丙基苯基）碳化二亚胺以及二（4-叔丁基-2,6-二异丙基苄基）碳化二亚胺的重量比为1:2:3。

作为本发明的一种改进，所述抗水解剂的生产工艺如下：a）将二（2,6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、二（4-苯氧基-2,6-二异丙基苯基）碳化二亚胺以及二（4-叔丁基-2,6-二异丙基苄基）碳化二亚胺的以重量比为1:2:3进行混合后，加入去离子水，并使混合物充分混合均匀；

b）将1-甲基-1-氧-2-膦杂环戊烯中加入去离子水并搅拌，向混合物中通入100-125℃水蒸汽，当混合物的升温至57-65℃时，向混合物中加入经过步骤a）反应后的混合物，并对混合物进行充分搅拌2-4小时；所述1-甲基-1-氧-2-膦杂环戊烯与去离子水的摩尔比为0.4:1；

c）将经过步骤b）反应后的混合物放置在蒸馏装置内进行蒸馏,将蒸馏后的混合物进行过滤，即可制成抗水解剂。

作为本发明的一种改进，所述防老剂的生产工艺如下：将N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺以及2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹啉聚合体以重量比为3:5进行混合后，向混合物中加入3-4份丙酮以及去离子水，并使混合物在75-100℃下进行搅拌1-2小时后，加入1-2份氯化铁，并使混合物在150-175℃下进行搅拌3-4小时后过滤，将过滤液放置在蒸馏装置内进行蒸馏,将蒸馏后的混合物进行过滤，即可制成防老剂。