水溶液中Na+对丁腈橡胶/氟橡胶磨损行为的影响

作     者：高超 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孔祥伟

授予年度：2019年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：采油螺杆泵 定子橡胶 钠离子 摩擦磨损 

摘      要：近年来,螺杆泵采油技术在各大油田应用规模迅速扩大,橡胶定子和金属转子组成的螺杆泵是螺杆泵采油系统的核心部件,其中定子橡胶尤为重要,其产生的磨损会对螺杆泵的运转时限以及运转效率造成较大破坏,然而对于定子橡胶失效形式、失效原因及其影响因素的研究与探讨并不十分广泛,没有得到应有的重视,对于螺杆泵定子橡胶的实际应用存在一定限制作用,对此,论文从一个独立的角度出发,主要研究Na+这种常见于原油中的化学成分在螺杆泵运行过程中会对定子橡胶产生何种影响,并分析其影响原因、影响因素与作用机理。为了更好的说明原油中钠离子对于橡胶的影响,在实验室内进行了模拟实验,试验共分为四组进行:第一组为摩擦环境处于水润滑的磨损研究,第二组为摩擦环境处于NaCl溶液的磨损研究,第三组为摩擦环境处于Na2SO4溶液的磨损研究,第4组是水、NaCl与Na2SO4溶液中溶胀试验,采用MVP-600环块试验机对NBR与FKM这两种螺杆泵定子常用橡胶进行试验,进行上述研究后,以体视显微镜作为观测工具,了解实验的相关情况,并采取带能谱的方式完成对其元素的研究,了解橡胶在磨损后其表面的元素扩散情况,为对于橡胶磨损机理的分析提供理论依据。在实验结果产出后,展开深入分析以及论述从而推导出结论,简要总结如下:1)NaCl溶液可以使两种橡胶的磨损性能降低,磨损量增加,减少其使用寿命,同时,FKM在水或NaCl溶液中的磨损性能优于NBR;2)NaCl溶液中影响NBR与FKM磨损性能的成分主要是Na+;3)随着Na+浓度的提高,NBR与FKM两种橡胶的耐磨损性能逐渐降低;4)溶胀会严重加剧两种橡胶的磨损。