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稠油开采密封技术(技术产业化)

  • 申请人:...密封技术(北京)有限公司
  • 发布时间:2018.07.25
  • 技术领域:
  • 所属行业:
  • 是否专利:有专利
  • 专利类型:发明
  • 专利号:
  • 技术成熟度:可以量产
  • 是否产业:已产业
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  • 技术介绍
  • 成果评价
  1. 1、技术情况
    公司主营业务是耐高温耐高压高弹性密封复合材料的研发及应用。与传统密封材料相比,公司研发的材料与普通材料最大的区别是具有耐高温(350℃)和高弹性(回弹大于90%)等优势,用于生产密封件、密封筒、密封胶带等密封产品以及提供密封技术、密封复合材料及装备的综合解决方案,以满足石油化工、航空航天、船舶、军工、通信、电力、矿业、轨道交通、核工业等特殊应用领域的共性需求,提升生产运营效率,促进国家重要支柱产业和高精尖产业的发展。
    目前公司采用自主研发的密封复合材料生产的封隔器在油田稠油开采的350℃高温环境、密封压力达20MPa下保持弹性持续时间一个月,成为第一家通过胜利油田采油工程研究院地面以及井下测试的产品,实现了稠油热采装置的大环空密封,为稠油开采井下封控的现场推广,提高热采效率,提高采收率提供了坚实的基础。该产品经过中国高科技产业化研究会组织专家研讨会,包括清华大学材料系教授翁端等专家认为该项目属于原始创新,从项目的研究基础看,创新思想具有颠覆性。专家鉴定结论:该前沿技术成果首次解决了油田长期以来没有能够满足350℃高温及高弹性密封材料的世界难题,首次同时实现了高温和常温工况条件下的密封,突破了油田长期以来由于密封问题导致稠油热采工艺不能有效实施的瓶颈,为下一步解决高温稠油热采工艺实现高效采油奠定了基础,技术处于国际领先水平。获得包括人民网、新浪网等各大媒体的报道。
    1)材料结构
    下图是新材料的结构示意图。该材料采用几微米到二十几微米的预氧丝为基材,并融入核级石墨增强其耐腐蚀性与润滑性,形成的一种新型的能够耐高温高压的高强度高弹性复合材料。
    结构示意图
    2)工艺流程
    下图是新型预氧丝的技术路线图。该新型预氧丝是将预氧化丝在600℃-700℃的温度区间进行碳化而得到的。主要工艺流程如下:
    工艺流程图
    以上述方法研发出的初级材料,其压缩率将达到30%,该新材料本身能够耐受20MPa的高压和350℃的高温,并且在350℃的高温和20MPa的高压同时作用下保持7天以上。
    虽然该新材料能够短时间(7天)耐受住350℃高温和20MPa高压同时作用,但各预氧丝之间松散结合的特性会导致密封产品具有很多的空隙,在密封产品压缩后空隙消失而进一步导致密封产品的回弹性不足。
    为此,需要在初级材料中加入另一种核心配方—胶联剂。如下图所示,例如新材料10包括内层预氧丝106、中层预氧丝107、外层预氧丝108,胶联剂109填充于各预氧丝之间的空隙内并分布于各预氧丝的表面,通过胶联剂链接预氧丝的分子矩阵改变初级材料的松散结构,使有效回弹率大于90%。
  2. 稠油热采井井筒高温密封技术一直是制约国内外稠油油藏提高石油采收率的关键性难题,也是目前衡量稠油热采核心工艺——蒸汽吞吐、蒸汽驱注汽质量高低的主要考核指标。
          
    值得关注的是,近日,一套由民营企业——天鼎联创密封技术(北京)有限公司(下称,天鼎联创)自主研发、依托中石化胜利油田“热采井安全高效作业技术研究项目”形成的世界首创井下高温封隔技术和井下开关控制技术,通过了中石化科技部组织的专家鉴定,鉴定结果充分肯定了该套技术提高稠油油田石油采收率的突破性进展,认为其“达到国际领先水平,实现了稠油热采井密闭注汽、密闭循环降温井筒及保温生产工艺,提高了单井产能”。
          
    伴随着该高温封隔成套技术成效逐步得到业界认可,6月2日,由中国石油和化工研究会石油化工技术装备委员会发起的环空密封解决方案技术中心在京正式揭牌成立。
          
    据介绍,该中心将致力于搭建技术交流合作服务平台,其重要工作内容之一就是要促进先进、适用的稠油开采耐高温高压环空密封技术与产品的研制与开发,并组织制定与之有关的系列标准。这也意味着稠油开采耐高温高压环空密封技术即将迈入规范化发展进程。