[发明专利]一种用于压裂泵的夹布橡胶V型圈及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于压裂泵的夹布橡胶V型圈及其制备方法，该夹布橡胶V型圈由夹布和涂覆在夹布上的HNBR胶料组成；所述HNBR胶料由以下质量份的组分组成：HNBR原胶：100份；氧化锌：3～10份；白炭黑：50～100份；陶土：20～80份；丙烯酸锌或/和丙烯酸镁：5～20份；硬脂酸：0.5～2份；防老剂：2～5份；活性剂：2～3份；钛白粉：0～6份；加工助剂：1.5～4份；硫化剂：3～6份；架桥助剂：3～5份；色粉：适量。其制备方法如下：1)混炼胶的制备；2)胶浆的制备；3)夹布橡胶的制备；4)V型圈的制备。本发明的用于压裂泵的夹布橡胶V型圈的硬度高、抗高压性能好、耐酸性好、耐磨性好、使用寿命长，制备工艺简单。

技术领域

本发明涉及一种用于压裂泵的夹布橡胶V型圈及其制备方法。

背景技术

压裂泵是油田进行压裂、酸化作业的重要设备，对油气井产量有很大影响。而柱塞密封圈是压裂泵的关键零部件之一，也是主要的易损部件，其密封性能的好坏和使用寿命的长短会直接影响压裂、酸化作业，特别是在高频高冲击压裂泵中，其内部压力超过105MPa，柱塞的往复运动速度高达400～500冲/分, 对压裂泵柱塞密封圈的要求很高。压裂泵柱塞密封圈一般由A环、B环和C环组成（见图1），通常A环为橡胶材质，B环为夹布橡胶，C环为塑料，A环和C环的制备难度较低，主要的难点在B环，而B环的性能是影响压裂泵整体性能的主要因素。目前，B环夹布橡胶普遍存在以下问题：1）硬度、刚性不足，导致密封件的抗高压性能差；2）耐酸性差；3）耐磨性差。

因此，有必要开发一种抗高压性能好、耐酸性好、耐磨性好的夹布橡胶V型圈（截面为V形的密封圈）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于压裂泵的夹布橡胶V型圈及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种用于压裂泵的夹布橡胶V型圈，由夹布和涂覆在夹布上的HNBR胶料组成；所述HNBR胶料由以下质量份的组分组成：HNBR原胶：100份；氧化锌：3～10份；白炭黑：50～100份；陶土：20～80份；丙烯酸锌或/和丙烯酸镁：5～20份；硬脂酸：0.5～2份；防老剂：2～5份；活性剂：2～3份；钛白粉：0～6份；加工助剂：1.5～4份；硫化剂：3～6份；架桥助剂：3～5份；色粉：适量。

所述HNBR胶料在夹布上的附胶量为220～260g/m²。

所述夹布由聚酯纤维、芳纶纤维、玻璃纤维中的至少两种混合编织而成。

所述HNBR原胶的ACN含量为33%～44%，100℃下门尼黏度ML₁₊₄≥80。

所述防老剂为二苯胺取代衍生物、2-硫醇基苯并咪唑锌盐、2-硫醇基苯并咪唑中的至少一种。

所述活性剂为聚乙二醇、二甘醇中的至少一种。

所述加工助剂为棕榈蜡、脂肪酸盐、脂肪酸、金属皂基混合物、有机硅化合物中的至少一种。

所述硫化剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的至少一种。

所述架桥助剂为2,4,6-三(烯丙氧基)-1,3,5-三嗪、1,3,5-三烯丙基-均三嗪-2,4,6-三酮、N,N′-间苯撑双马来酰亚胺中的至少一种。

上述用于压裂泵的夹布橡胶V型圈的制备方法，包括以下步骤：

1) 将HNBR原胶加入开炼机，塑炼，再加入氧化锌、硬脂酸和防老剂进行混炼，再加入白炭黑、陶土、丙烯酸锌或/和丙烯酸镁、活性剂、钛白粉和加工助剂的预混合物进行混炼，再加入色粉进行混炼，再加入硫化剂和架桥助剂进行混炼，出片，得到HNBR胶片；