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Einführung in die Verwendung von Öldichtungen in Ölfeld-Gewinnungsgeräten

Obwohl sie wie kleine Komponenten erscheinen mögen, spielen Öldichtungen eine „Wächter“-Rolle in Ölfeld-Fördergeräten. Ihre Hauptfunktion besteht darin, das Austreten von Schmiermitteln zu verhindern und das Eindringen von externen Verunreinigungen wie Staub, Schlamm und Wasser in die Ausrüstung zu verhindern. Dadurch wird der normale Betrieb wichtiger Getriebekomponenten gewährleistet, die Lebensdauer der Geräte verlängert und die Produktionssicherheit gewährleistet.

1. Schlüsselfunktionen von Öldichtungen in Ölfeldausrüstung
2. 1、Abdichten von Schmiermedien: Verhindern Sie das Austreten von Schmieröl oder Fett aus Getrieben, Lagergehäusen usw., um eine kontinuierliche Schmierung der Reibungspunkte zu gewährleisten und den Verschleiß zu reduzieren.
3. 2、Isolierung externer Kontaminationen: Die Ölfeldumgebung ist extrem rau und voller Sand, Schlamm, Salzwasser und korrosiver Chemikalien. Öldichtungen verhindern effektiv das Eindringen dieser Verunreinigungen in die Ausrüstung und verhindern so Verschleiß, Korrosion und Festfressen der Komponenten.
4. 4、Reduzierung der Wartungskosten: Eine ausgefallene Dichtung kann zu einem vollständigen Verlust des Schmiermittels führen, was zu schwerwiegenden Ausfällen wie Lagerausbrüchen und Getriebeschäden führen kann, was zu erheblichen Reparaturkosten und Produktionsausfällen führt.
5. 5、Gewährleistung der Produktionssicherheit: In Geräten mit hohem Druck, hoher Temperatur oder brennbaren Medien kann ein Dichtungsversagen zu Undichtigkeiten führen, was zu Sicherheitsvorfällen oder Umweltunfällen führen kann.
6. 6、Hauptanwendungspunkte von Öldichtungen in Ölfeldausrüstung

Öldichtungen sind von der Oberfläche bis zu Bohrlochwerkzeugen an zahlreichen wichtigen Stellen von entscheidender Bedeutung:

1. Top-Laufwerk

• Anforderungen: Beständigkeit gegen hohe Geschwindigkeiten, hohe Temperaturen, Hochdruck-Schlammspritzer und starke Vibrationen. Verwenden Sie in der Regel Hochleistungs-PTFE-Dichtungen mit Federvorspannung oder Dichtungen aus hydriertem Nitrilkautschuk.
• Schlammpumpen

• Anwendungspunkte: Kolbenstangen, Ventilschäfte, Antriebswellen.
• Anforderungen: Extreme Abriebfestigkeit, Beständigkeit gegen Korrosion/Erosion durch Schlamm (Wasser, Ton, chemische Zusätze) und Beständigkeit gegen hohe Druckimpulse. Üblicherweise werden Polyurethan-Dichtungen, FKM-Dichtungen und spezielle Kolbenstangendichtungen verwendet.

3. Hebewerke und Bremssysteme

• Anwendungspunkte: Antriebswellen, Lagergehäuse.
• Anforderungen: Widerstandsfähigkeit gegen starke Belastungen, Stoßbelastungen und hohe Temperaturen (durch Bremshitze). Verwenden Sie üblicherweise Hochleistungs-Nitrilkautschukdichtungen oder FKM-Dichtungen.

4. Drehtisch und Drehgelenk

• Anwendungsbereiche: Hauptlager, Getriebe.
• Anforderungen: Belastbarkeit und Kippmomente, gute Dichtleistung und lange Lebensdauer. Üblicherweise werden Öldichtungen mit großem Metallgehäuse verwendet.

5. Bohrlochwerkzeuge (z. B. Schlammmotoren, MWD/LWD-Werkzeuge)

• Anwendungspunkte: Motorkreuzgelenke, Lagerbaugruppen, Antriebswellen.
• Anforderungen: Extreme Beständigkeit gegen hohe Temperaturen (bis zu 200 °C+), hohen Druck, Bohrflüssigkeitskorrosion und kompakte Bauweise. FFKM-Dichtungen und PTFE-Verbunddichtungen werden häufig verwendet, da sie den härtesten Chemikalien- und Temperaturumgebungen standhalten.

6. Weihnachtsbäume und Ventile

• Anwendungspunkte: Ventilschäfte, Antriebe.
• Anforderungen: Hohe Druckbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber Öl- und Gasmedien, H₂S-Korrosionsbeständigkeit und keine Leckage. Verwenden Sie hauptsächlich PTFE-V-Ringe, O-Ringe und Elastomerdichtungen, oft aus FKM oder FFKM.

3. Gängige Materialien für Ölfeld-Öldichtungen

Die raue Umgebung auf dem Ölfeld erfordert von den Dichtungsmaterialien eine extrem hohe Leistung.

• Nitrilkautschuk: Kostengünstig, beständig gegen Öle auf Erdölbasis, aber begrenzte Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Chemikalien. Wird zum Abdichten von Lagern unter Standardbedingungen verwendet.
• Hydrierter Nitrilkautschuk: Bietet eine bessere Hitzebeständigkeit (bis zu 150 °C), Verschleiß- und Ozonbeständigkeit als NBR. Eines der am häufigsten verwendeten Elastomere in Ölfeldern.
• Fluorelastomer: Hervorragende Beständigkeit gegen hohe Temperaturen (bis zu 200 °C+), Öle und eine Vielzahl von Chemikalien. Die erste Wahl für Hochtemperatur- und korrosive Schlammanwendungen.
• Perfluorelastomer: Der „König der Elastomere“. Beständig gegen praktisch alle Chemikalien und Lösungsmittel, mit einer Temperaturbeständigkeit von bis zu 300 °C+. Wird in den anspruchsvollsten Bohrlochwerkzeugen und HPHT-Umgebungen verwendet, die Kosten sind jedoch sehr hoch.
• Polyurethan: Sehr hohe mechanische Festigkeit und Abriebfestigkeit. Wird häufig in Hochdruck- und Verschleißanwendungen wie Kolbenstangen von Schlammpumpen eingesetzt.
• Polytetrafluorethylen: Sehr niedriger Reibungskoeffizient, ausgezeichnete chemische Beständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit. Wird häufig mit Elastomeren als federunterstützte PTFE-Dichtungen für Hochgeschwindigkeits- und Niederdruckanwendungen verwendet, wie z. B. Hauptwellen von Oberantrieben.

4. Herausforderungen und wichtige Auswahlkriterien

Zu den größten Herausforderungen für Öldichtungen in Ölfeldanwendungen gehören:

• Extreme Betriebsbedingungen: Das „Triple High“-Problem aus hohem Druck, hoher Temperatur und hoher Geschwindigkeit.
• Komplexe Medien: Rohöl, Erdgas, Schwefelwasserstoff (H₂S), Bohrflüssigkeiten, Komplettierungsflüssigkeiten und andere korrosive Medien.
• Dynamische und statische Anwendungen: Geräte erfordern Dichtungen für hin- und hergehende, rotierende und statische Anwendungen.
• Anforderungen an eine lange Lebensdauer: Der Austausch einer Dichtung bedeutet oft kostspielige Ausfallzeiten und erfordert eine extrem hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer.

Wichtige Auswahlkriterien:

1. 1、Betriebsbedingungen definieren: Bestimmen Sie Temperatur, Druck, Geschwindigkeit und Medientyp.
2. 2、Materialkompatibilität: Wählen Sie basierend auf dem Medium und der Temperatur das am besten geeignete Elastomer oder Polymer aus.
3. 3、Strukturdesign: Wählen Sie die geeignete Dichtungsstruktur (z. B. mit Hilfslippen zum Staubschutz, doppelten Hauptlippen zur Schmierung, federunterstützter PTFE-Typ).
4. 4、Oberflächenqualität: Die Oberflächenhärte, Rauheit und Oberfläche der Welle oder Bohrung, die die Dichtung berührt, sind entscheidend und wirken sich direkt auf die Dichtungsleistung und Lebensdauer aus.

Zusammenfassung

Öldichtungen sind unverzichtbare kritische Komponenten in Ölfeld-Gewinnungsgeräten. Ihre Leistung wirkt sich direkt auf die Zuverlässigkeit der Ausrüstung, die Betriebskosten und die Sicherheit aus. Mit dem Fortschritt der Bohrtechnologie in Richtung Tiefwasser, Tiefbrunnen und unkonventionelle Ressourcen werden die Anforderungen an die Dichtungstechnologie immer höher und strenger. Dies treibt die Entwicklung neuer Materialien (z. B. neuartige Verbundwerkstoffe, technische Kunststoffe) und neuer Strukturdesigns (z. B. intelligente Überwachungsdichtungen) voran, um die moderne Ölfeldindustrie besser zu bedienen.