[发明专利]一种耐高压子午式封隔器边胶筒及其制造方法

说明书

本发明公开了一种耐高压子午式封隔器边胶筒及其制造方法，所述边胶筒以橡胶材料为基体，以纤维布为骨架，纤维布铺设方式为子午式排列；所述橡胶材料为氢化丁腈橡胶组合物或四丙氟橡胶组合物；所述纤维布为玻纤布或芳纶布或碳纤维布或PEEK布。本发明采用高强度高模量单轴布提高胶筒耐压性能和疲劳寿命。

技术领域

本发明涉及采油机械领域，尤其涉及一种耐高压子午式封隔器边胶筒及其制备方法。

背景技术

封隔器是油田井下采油的一种关键工具，广泛使用于油田分注、分层改造、压裂、分层采油、机械管道堵水等多种作业目的需要。其中的橡胶胶筒是封隔器的重要组成部分，在封隔器中起着决定性的作用。

压缩式封隔器胶筒常见一组三个的组合，边胶筒是主要承压和密封部件。大部分是在边胶筒外侧加铜质保护套，在加载封闭时，铜质保护套发生塑形变形，将油管环状空隙封闭，从而起到保护胶筒的作用。所选铜质材料模量不能过高，一般为黄铜，模量不超过300MPa，延展率在15％以上，否则在加载时难以产生塑形变形，会将胶筒割坏，也不能完成对油管内环形空间的封闭。但是较低模量的铜质材料，在较高的压力下可能发生撕裂或偏转，从而失去对胶筒的保护作用，使得边胶筒发生压裂、破碎，从而密封失效。因此很难通过改变护肩材料方式提高对胶筒的保护能力。提升胶筒的承压能力一般从胶筒结构或者胶料的高温下性能入手，其中结构变化效果最明显。在胶筒边缘加入金属片或簧是常见的方式，但是由于金属材料模量高，在受压时变形小，与橡胶基体容易发生界面撕脱，因此该种结构调整并不适合。

目前的胶筒硫化成型时，是在固定的下模内加入适量的混炼胶后，合上模进行加压，完成成型与固化。而轮胎产品，因为内部有骨架帘线后，是采用半成品预成型方式，合外模后，内侧胶囊膨胀加压完成成型与固化。轮胎之所以采用该种成型方式是为了避免外侧加压或者上侧加压后使得内部骨架帘线发生弯曲。轮胎成品内的帘线处于伸直的且适度的伸张状态，当实际使用加压时，帘线发生变形量更小，帘线与基体胶料之间不会发生相对位移，疲劳寿命大幅度提高。轮胎产品该种硫化方式也具有一些缺点，如得到产品内部尺寸误差较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有的技术不足，提供一种耐高压子午式封隔器边胶筒及其制备方法，解决加入骨架后一般成型方式导致的帘线弯曲起兜现象，提高耐压和耐疲劳性能。

本发明的技术方案为：

一种耐高压子午式封隔器边胶筒，所述边胶筒以橡胶材料为基体，以纤维布为骨架；所述纤维布铺设方式为子午式排列结构。

根据本发明的一种实施方式，所述橡胶材料为氢化丁腈橡胶组合物或四丙氟橡胶组合物；所述橡胶组合物在使用温度下，弹性模量为1.5MPa以上，拉断伸长率为100％以上，邵尔A硬度为70以上。

根据本发明的一种实施方式，所述纤维布为玻纤布或芳纶布或碳纤维布或PEEK布，优选单轴向玻纤布；所述纤维布单丝模量为80MPa以上，拉伸强度为2000MPa以上，伸长率为5％以下。

根据本发明的一种实施方式，所述纤维布包括纬向环绕单向纤维布和径向反包单向纤维布。

一种耐高压子午式封隔器边胶筒的制备方法，包括：