本发明涉及泥浆泵制备技术领域,具体是一种泥浆泵用活塞皮碗及其制备方法。
背景技术:
泥浆泵是油田钻探中常用的设备,在常用的正循环钻探中,它是将地表冲洗介质──清水、泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下,经过高压软管、水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端,以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。常用的泥浆泵为活塞式或柱塞式,活塞或柱塞在泵缸中做往复运动,以实现压送与循环冲洗液的目的。活塞在缸体内做往复运动时,皮碗随活塞一起在泥浆、原油介质中往复运动并起到密封作用,其需要具有良好的耐磨性、耐高压、耐高温低温、耐腐蚀、抗撕裂等性能。现有的橡胶皮碗在油基泥浆中的抗腐蚀性能较弱,容易受到热、氧和铜锰有害金属的腐蚀,另外,其抗撕裂性较差,不能满足现代钻探技术的要求。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种耐高温高压、耐腐蚀的泥浆泵用活塞皮碗及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种泥浆泵用活塞皮碗,按照重量份的原料包括:聚异戊二烯橡胶50-60份、丁晴橡胶30-40份、复合填料15-20份、碳酸镁10-20份、改性白炭黑10-15份、改性树木灰烬8-10份、天然橡胶5-8份、补强剂5-8份、滑石粉4-6份、膨润土4-6份、硬脂酸锌3-4份、软化剂3-4份、防老剂2-3份、硫化剂2-3份、促进剂1-2份、六甲基二硅胺烷0.2-0.5份。
作为本发明进一步的方案:所述泥浆泵用活塞皮碗,按照重量份的原料包括:聚异戊二烯橡胶55份、丁晴橡胶35份、复合填料18份、碳酸镁15份、改性白炭黑12份、改性树木灰烬9份、天然橡胶6份、补强剂6份、滑石粉5份、膨润土5份、硬脂酸锌3.5份、软化剂3.5份、防老剂2.5份、硫化剂2.5份、促进剂1.5份、六甲基二硅胺烷0.4份。
作为本发明进一步的方案:所述补强剂为氧化锌。
作为本发明再进一步的方案:所述软化剂为医用凡士林。
所述泥浆泵用活塞皮碗的制备方法,具体步骤如下:
(1)按照重量份称取各原料;
(2)用切胶机将聚异戊二烯橡胶、丁晴橡胶和天然橡胶切成块状并投入开炼机中进行薄通塑炼3-5次后出料,放置5-6h;
(3)将薄通塑炼后的胶料和复合填料放入第一密炼机中,在50-60℃下进行塑炼15-18min后排料停放冷却20-22h;
(4)将改性树木灰烬、滑石粉、膨润土、硬脂酸锌、六甲基二硅胺烷、碳酸镁和改性白炭黑放入至高速混合机中,以1000-1200r/min的转速高速混合搅拌10-20min得到混合物料;
(5)将步骤(3)中冷却后的物料和所述混合物料投入至第二密炼机中,在60-70℃下混炼5-8min后排料,并停放冷却20-22h;
(6)将上述混炼料加入至温度为40-50℃的开炼机中,再加入补强剂、软化剂、防老剂、硫化剂和促进剂,薄通塑炼6-8次并停放冷却10-15h;
(7)将上述冷却后的混炼胶进行裁剪,裁剪后放入泥浆泵用活塞皮碗模具中进行成型,将模具放入平板硫化机上硫化4-6min,上模温度为150-155℃,下模温度为50-55℃,压力为10-12MPa,成型后脱模即得到成品。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明的活塞皮碗硬度高、强度高,弹性好,改善了活塞皮碗的加工性能,提高了活塞皮碗的耐磨、耐撕裂、耐高温的性能,延长了活塞皮碗的使用寿命,耐寒系数高,可以满足长期低温下的工作环境,耐生物柴油老化性强,对环境的适应性好,使用范围广泛。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
本发明实施例中,一种泥浆泵用活塞皮碗,按照重量份的原料包括:聚异戊二烯橡胶50份、丁晴橡胶30份、复合填料15份、碳酸镁10份、改性白炭黑10份、改性树木灰烬8份、天然橡胶5份、氧化锌5份、滑石粉4份、膨润土4份、硬脂酸锌3份、医用凡士林3份、防老剂2份、硫化剂2份、促进剂1份、六甲基二硅胺烷0.2份。
所述泥浆泵用活塞皮碗的制备方法,具体步骤如下:
(1)按照重量份称取各原料;
(2)用切胶机将聚异戊二烯橡胶、丁晴橡胶和天然橡胶切成块状并投入开炼机中进行薄通塑炼3次后出料,放置5h;
(3)将薄通塑炼后的胶料和复合填料放入第一密炼机中,在50℃下进行塑炼15min后排料停放冷却20;
(4)将改性树木灰烬、滑石粉、膨润土、硬脂酸锌、六甲基二硅胺烷、碳酸镁和改性白炭黑放入至高速混合机中,以1000r/min的转速高速混合搅拌10min得到混合物料;
(5)将步骤(3)中冷却后的物料和所述混合物料投入至第二密炼机中,在60℃下混炼5min后排料,并停放冷却20h;
(6)将上述混炼料加入至温度为40℃的开炼机中,再加入氧化锌、医用凡士林、防老剂、硫化剂和促进剂,薄通塑炼6次并停放冷却10h;
(7)将上述冷却后的混炼胶进行裁剪,裁剪后放入泥浆泵用活塞皮碗模具中进行成型,将模具放入平板硫化机上硫化4min,上模温度为150℃,下模温度为50℃,压力为10MPa,成型后脱模即得到成品。
实施例2
本发明实施例中,一种泥浆泵用活塞皮碗,按照重量份的原料包括:聚异戊二烯橡胶55份、丁晴橡胶35份、复合填料18份、碳酸镁15份、改性白炭黑12份、改性树木灰烬9份、天然橡胶6份、氧化锌6份、滑石粉5份、膨润土5份、硬脂酸锌3.5份、医用凡士林3.5份、防老剂2.5份、硫化剂2.5份、促进剂1.5份、六甲基二硅胺烷0.4份。
所述泥浆泵用活塞皮碗的制备方法,具体步骤如下:
(1)按照重量份称取各原料;
(2)用切胶机将聚异戊二烯橡胶、丁晴橡胶和天然橡胶切成块状并投入开炼机中进行薄通塑炼4次后出料,放置5.5h;
(3)将薄通塑炼后的胶料和复合填料放入第一密炼机中,在55℃下进行塑炼16min后排料停放冷却21h;
(4)将改性树木灰烬、滑石粉、膨润土、硬脂酸锌、六甲基二硅胺烷、碳酸镁和改性白炭黑放入至高速混合机中,以1100r/min的转速高速混合搅拌15min得到混合物料;
(5)将步骤(3)中冷却后的物料和所述混合物料投入至第二密炼机中,在65℃下混炼6min后排料,并停放冷却21h;
(6)将上述混炼料加入至温度为45℃的开炼机中,再加入氧化锌、医用凡士林、防老剂、硫化剂和促进剂,薄通塑炼7次并停放冷却12h;
(7)将上述冷却后的混炼胶进行裁剪,裁剪后放入泥浆泵用活塞皮碗模具中进行成型,将模具放入平板硫化机上硫化5min,上模温度为152℃,下模温度为52℃,压力为11MPa,成型后脱模即得到成品。
实施例3
本发明实施例中,一种泥浆泵用活塞皮碗,按照重量份的原料包括:聚异戊二烯橡胶60份、丁晴橡胶40份、复合填料20份、碳酸镁20份、改性白炭黑15份、改性树木灰烬10份、天然橡胶8份、氧化锌8份、滑石粉6份、膨润土6份、硬脂酸锌4份、医用凡士林4份、防老剂3份、硫化剂3份、促进剂2份、六甲基二硅胺烷0.5份。
所述泥浆泵用活塞皮碗的制备方法,具体步骤如下:
(1)按照重量份称取各原料;
(2)用切胶机将聚异戊二烯橡胶、丁晴橡胶和天然橡胶切成块状并投入开炼机中进行薄通塑炼5次后出料,放置6h;
(3)将薄通塑炼后的胶料和复合填料放入第一密炼机中,在60℃下进行塑炼18min后排料停放冷却22h;
(4)将改性树木灰烬、滑石粉、膨润土、硬脂酸锌、六甲基二硅胺烷、碳酸镁和改性白炭黑放入至高速混合机中,以1200r/min的转速高速混合搅拌20min得到混合物料;
(5)将步骤(3)中冷却后的物料和所述混合物料投入至第二密炼机中,在70℃下混炼8min后排料,并停放冷却22h;
(6)将上述混炼料加入至温度为50℃的开炼机中,再加入氧化锌、医用凡士林、防老剂、硫化剂和促进剂,薄通塑炼8次并停放冷却15h;
(7)将上述冷却后的混炼胶进行裁剪,裁剪后放入泥浆泵用活塞皮碗模具中进行成型,将模具放入平板硫化机上硫化6min,上模温度为155℃,下模温度为55℃,压力为12MPa,成型后脱模即得到成品。
本发明的活塞皮碗硬度高、强度高,弹性好,改善了活塞皮碗的加工性能,提高了活塞皮碗的耐磨、耐撕裂、耐高温的性能,延长了活塞皮碗的使用寿命,耐寒系数高,可以满足长期低温下的工作环境,耐生物柴油老化性强,对环境的适应性好,使用范围广泛。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。