抽油机耐磨盘根的创新与应用

王家旭 张相君

【摘 要】在抽油机井口采油树上盘根盒内大量使用的橡胶盘根，耐压、耐磨、密封性差，使用寿命短。通过对盘根材料的性能分析，找出影响因素和能有效解决问题的办法，设计出新型高耐磨盘根，提高盘根的使用寿命。

【关键词】耐磨盘根；黑四氟；芳纶

一、前言

目前，新疆采油厂宝浪采油管理区机抽油井盘根盒主要采用丁腈橡胶作为盘根。由于该油田油井深，抽油机负荷重；含水、结垢普遍，电化学腐蚀较大，普通橡胶盘根耐压、耐磨、密封性差，使用寿命短，平均使用寿命只有12天时间。为了降低生产成本，减少劳动强度，需要采用效果更好的油井盘根作为填料，因此，笔者设计制作了一种“高耐磨四氟芳纶盘根”，该盘根采用含有石墨粒子的聚四氟乙烯线编织成黑四氟盘根骨架，再用高质量的芳纶纤维对黑四氟盘根进行包角，最后用聚四氟乳液和润滑添加剂浸渍，晾干后成型。经试验，该盘根的使用寿命达到60天以上，很好的满足了宝浪油田机采油井的现场使用要求。

二、结构工艺

该盘根采用“黑四氟+芳纶”组合，结构及制作过程包括几个方面：

1、选用优质黑四氟线编织成合适规格的盘根环做为骨架（盘根内层）

黑四氟是由含有石墨粒子的聚四氟乙烯线编织而成。具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。

首先采用黑四氟编织成盘根环做为新式盘根的内层骨架。这种黑四氟盘根环除了保留聚四氟乙烯所具有的耐化学腐蚀等特性外，还有良好的热传导性和自润滑性。

2、采用强度、弹性较好的芳纶纤维对黑四氟盘根环编织包角（盘根外层）

芳纶纤维具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能。其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

盘根四周与光杆接触，是受力最大的部位，因此，采用芳纶纤维对黑四氟盘根环进行包角，使黑四氟盘根的四周抗磨性能提高数倍，就可以增强盘根的使用寿命。

3、采用聚四氟乳液和润滑剂对盘根进行浸渍提高耐腐蚀性

聚四氟乙烯乳液有突出的耐热、耐寒及耐磨性，还有不粘着、不吸水、不燃烧等特点。可直接用于浸渍多纤维、纺丝等制品，用以制得抗粘防腐涂层。

因此，将编织好的盘根放在聚四氟乳液和润滑剂中浸渍，可以提高盘根的耐腐蚀性。在研制过程中，多次试验表明，当聚四氟乙烯配合润滑剂使用，浸渍24小时，效果显著。

三、效果分析

高耐磨四氟芳纶盘根设计成功以后，首先选出有代表性的5口抽油机井，采用新设计的盘根对其进行反复试验，分析使用效果，并不斷优化改进结构工艺，使盘根的性能达到最佳状态。

试验结束后笔者先后对宝浪油田B205、B2117、B2314、B2315、B2316等20口油井进行推广使用，经反复检查确认，新型盘根平均使用寿命达到66天，其中有6口油井的使用寿命达到90天左右，远远超过了普通丁腈橡胶盘根平均12天的使用寿命。同时带来三大效果：1、盘根使用量大大减少，降低了油井成本。2、加盘根次数减少，增加了生产时间，相对增加了原油产量。3、降低了采油工的日常劳动强度，同时也减少了因频繁操作带来的安全隐患。

四、标准化及巩固措施

新研制的高耐磨四氟芳纶盘根，采用黑四氟+芳纶组合，在结构上性能互补，强强联合，达到即具有较好的密封性，又具有较好的耐磨性和耐腐蚀性的效果。经多次现场试验，制作方法目前已定型，完整的做法是，采用含有石墨粒子的聚四氟乙烯线编织成黑四氟盘根骨架，再用高质量的芳纶纤维对黑四氟盘根进行包角，最后用PTFE聚四氟乳液和润滑添加剂浸渍，晾干后成型。

由于每一口油井的井下技术状况、采出介质、生产环境存在差异，为了适应不同的生产环境，新研制的盘根在材料及工艺方面仍有优化改进的空间，盘根的耐磨性、抗腐蚀性、密封性等方面仍有提高的潜力。

因此，后期我们将采取以下巩固措施：1、对新研制的高耐磨四氟芳纶盘根的使用效果进行跟踪，对外型设计进行优化，提高盘根在不同油井不同环境下的适应能力。2、继续寻找新的盘根材料，对其性能进行研究，探索尝试新工艺、新方法，对盘根进行优化改进，提高盘根的使用寿命。

五、结论

高耐磨四氟芳纶盘根具有高抗磨、强耐压、耐腐蚀性好的特点，在荷载大、含水高、电化学腐蚀性强的油井上表现出很强的适应性，对于泵深较浅、荷载较小的油井，使用寿命会更长，目前已做为宝浪油田机采油井的主要盘根。该盘根对于其他油田，不同开采环境下的机采油井具有很好的推广应用价值。

【参考文献】

[1]马晓光，刘越，高性能纤维的发展及其在先进复合材料中的应用[J].纤维复合材料，2000，4（4）.

[2]严志云，刘安华，贾德民，芳纶纤维的表面处理及其在橡胶工业中的应用[J].橡胶工业，2004，51（1）：56-60.