一种耐油螺杆钻具定子橡胶材料及其制备方法与流程

本发明涉及定子材料，具体涉及一种耐油螺杆钻具定子橡胶材料及其制备方法。

背景技术：

1、钻井探矿行业是发现地下能源储备的重要方式，螺杆钻具作为常用的井下动力钻具，在探矿中具有重要意义。螺杆钻具的组成中，定子是其重要构成部分，目前的定子多为橡胶加工而成。而随着钻井探矿行业的发展，钻井液的性能也在完善。

2、钻井液在发展过程中，从最初的清水、泥浆，逐渐发展到目前的油基及油包水乳钻井液。橡胶虽然具有一定的耐油性能，但是，在井下作业中，温度及油基环境对橡胶定子的影响极大，橡胶定子难以有效导热导致其本身的力学性能下降，从而目前的橡胶定子的性能难以满足高温油基环境的使用要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种耐油螺杆钻具定子橡胶材料及其制备方法，通过本发明提供的橡胶材料组成并配以本发明提供的制备方法，获得的产品具有耐油性强、耐热性强、导热及力学性能高且耐热撕裂性能强的优点。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种耐油螺杆钻具定子橡胶材料，包括下述组分：

4、朗盛丁腈橡胶4450f、纳米炭材mr-30、氧化锌、硬脂酸、增塑剂tp-95、防老剂rd、防老剂4010na、dcp、taic、甲基丙烯酸锌、炭黑n550、气相白炭黑；其中，朗盛丁腈橡胶4450f中的丙烯腈含量为43.5％。

5、优选的，上述耐油螺杆钻具定子橡胶材料，包括下述重量份数的组分：

6、朗盛丁腈橡胶4450f 100份、纳米炭材mr-30 5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、增塑剂tp-95 8-10份、防老剂rd 1-2份、防老剂4010na 1-2份、dcp 1-2份、taic 1-2份、甲基丙烯酸锌5-8份、炭黑n550 40-60份、气相白炭黑10份。

7、优选的，上述耐油螺杆钻具定子橡胶材料，包括下述重量份数的组分：

8、朗盛丁腈橡胶4450f 100份、纳米炭材mr-30 5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、增塑剂tp-95 9.5份、防老剂rd 1份、防老剂4010na 1份、dcp 1.5份、taic 1份、甲基丙烯酸锌6份、炭黑n550 50份、气相白炭黑10份。

9、优选的，上述耐油螺杆钻具定子橡胶材料，包括下述重量份数的组分：

10、朗盛丁腈橡胶4450f 100份、纳米炭材mr-30 5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、增塑剂tp-95 9.5份、防老剂rd 1份、防老剂4010na 1份、dcp 1.5份、taic 1份、甲基丙烯酸锌6份、炭黑n550 50份、气相白炭黑10份。

11、优选的，上述耐油螺杆钻具定子橡胶材料的制备方法，过程如下：

12、(1)称重：按配方比例对各组分称重，备用；

13、(2)混炼：将朗盛丁腈橡胶4450f与纳米炭材mr-30在开炼机上充分混匀，得混合物a，备用；

14、(3)塑炼：将混合物a在密炼机中塑炼，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂rd和防老剂4010na，混炼40-50秒后，继续加入炭黑n550、气相白炭黑、增塑剂tp-95和甲基丙烯酸锌，密炼，得混合物b，备用；

15、(4)将混合物b排胶至开炼机，停放；停放后，在开炼机上加入dcp和taic，薄通打卷打三角包后下片，得橡胶材料。

16、优选的，在步骤(3)中，塑料时间为60-80秒；密炼时间为80-100秒。

17、优选的，在步骤(4)中，混合物b排胶至开炼机后，开炼机停放，停放时间≥16小时。

18、相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

19、本发明中，选用朗盛丁腈橡胶4450f，通过将朗盛丁腈橡胶与纳米炭材mr-30在开炼机上混合，增加橡胶的弹性和可塑性，同时在该过程中纳米炭材mr-30在其中分布均匀并分布在其交联空间内，有效提高定子橡胶材料的耐油性能和导热性；通过在塑炼过程中使用过氧化物硫化体系，能够提高定子橡胶的耐热、耐油性能；另外，在上述原料使用后，添加氧化锌、硬脂酸、炭黑n550、气象白炭黑机增塑剂tp-95，能够提高橡胶材料的力学性能且能够在橡胶材料中形成完整的导热及导电链条，提高橡胶材料的综合性能；添加甲基丙烯酸锌提高橡胶耐热撕裂性能。本发明制备的橡胶材料，具有良好的力学性能，在高温油基条件下，邵尔a型硬度、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度及体积变化小，表面本发明制备的橡胶材料具有性能稳定的优点，且适宜在高温油基条件下使用。

技术特征：

1.一种耐油螺杆钻具定子橡胶材料，其特征在于，包括下述组分：

2.如权利要求1所述的耐油螺杆钻具定子橡胶材料，其特征在于，包括下述重量份数的组分：

3.如权利要求1所述的耐油螺杆钻具定子橡胶材料，其特征在于，包括下述重量份数的组分：

4.如权利要求1所述的耐油螺杆钻具定子橡胶材料，其特征在于，包括下述重量份数的组分：

5.如权利要求1-4任一项所述的耐油螺杆钻具定子橡胶材料的制备方法，其特征在于，过程如下：

6.如权利要求5所述的耐油螺杆钻具定子橡胶材料的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，塑料时间为60-80秒；密炼时间为80-100秒。

7.如权利要求5所述的耐油螺杆钻具定子橡胶材料的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，混合物b排胶至开炼机后，开炼机停放，停放时间≥16小时。

技术总结
本发明提供了一种耐油螺杆钻具定子橡胶材料及其制备方法，该橡胶材料包括朗盛丁腈橡胶4450F、纳米炭材MR‑30、氧化锌、硬脂酸、增塑剂TP‑95、防老剂RD、防老剂4010NA、DCP、TAI C、甲基丙烯酸锌、炭黑N550、气相白炭黑。通过本发明提供的橡胶材料组成并配以本发明提供的制备方法，获得的产品具有耐油性强、耐热性强、导热及力学性能高且耐热撕裂性能强的优点。

技术研发人员：岳甫龙,黄利,周庆珠
受保护的技术使用者：山东东远石油装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4