Applicazione del settore

Introduzione all'uso dei paraolio nelle apparecchiature di estrazione dei giacimenti petroliferi

Sebbene possano sembrare piccoli componenti, i paraolio svolgono un ruolo di "guardiano" nelle apparecchiature di estrazione dei giacimenti petroliferi. La loro funzione principale è impedire la fuoriuscita di lubrificanti e impedire l'ingresso di contaminanti esterni come polvere, fango e acqua nell'apparecchiatura. Ciò garantisce il normale funzionamento dei componenti chiave della trasmissione, prolunga la durata delle apparecchiature e garantisce la sicurezza della produzione.

1. Funzioni chiave dei paraolio nelle apparecchiature per giacimenti petroliferi
2. 1、Sigillatura dei mezzi lubrificanti: previene la fuoriuscita di olio lubrificante o grasso da scatole del cambio, alloggiamenti dei cuscinetti, ecc., garantendo una lubrificazione continua dei punti di attrito e riducendo l'usura.
3. 2、Isolamento della contaminazione esterna: l'ambiente del giacimento petrolifero è estremamente duro, pieno di sabbia, fango, acqua salata e sostanze chimiche corrosive. I paraolio impediscono efficacemente a questi contaminanti di penetrare nelle apparecchiature, 3, evitando l'usura, la corrosione e il grippaggio dei componenti.
4. 4、Riduzione dei costi di manutenzione: una tenuta difettosa può portare a una perdita completa di lubrificante, causando guasti gravi come la bruciatura dei cuscinetti e danni agli ingranaggi, con conseguenti costi di riparazione significativi e tempi di fermo della produzione.
5. 5、Garantire la sicurezza della produzione: nelle apparecchiature che coinvolgono fluidi ad alta pressione, alta temperatura o infiammabili, il guasto della guarnizione può causare perdite, con conseguenti incidenti di sicurezza o incidenti ambientali.
6. 6, Principali punti di applicazione dei paraolio nelle apparecchiature per giacimenti petroliferi

I paraolio sono fondamentali dalla superficie agli strumenti del fondo pozzo in numerose posizioni chiave:

1. Guida superiore

• Requisiti: resistenza alle alte velocità, alle alte temperature, agli spruzzi di fango ad alta pressione e alle forti vibrazioni. Solitamente utilizzare guarnizioni in PTFE - energizzate a molla - ad alte prestazioni o guarnizioni in gomma nitrilica idrogenata.
• Pompe di fango

• Punti di applicazione: aste di pistoni, steli di valvole, alberi di trasmissione.
• Requisiti: resistenza estrema all'abrasione, resistenza alla corrosione/erosione da fango (acqua, argilla, additivi chimici) e resistenza agli impulsi ad alta pressione. Vengono comunemente utilizzate guarnizioni in poliuretano, guarnizioni FKM e guarnizioni specializzate per steli di pistoni.

3. Trafile e sistemi frenanti

• Punti di applicazione: alberi di trasmissione, alloggiamenti dei cuscinetti.
• Requisiti: resistenza a carichi pesanti, carichi d'urto e temperature elevate (dal calore della frenata). Utilizzare comunemente guarnizioni in gomma nitrilica per impieghi gravosi o guarnizioni FKM.

4. Tavola rotante e girevole

• Punti di applicazione: Cuscinetti principali, riduttori.
• Requisiti: capacità di sopportare carichi pesanti e momenti di ribaltamento, buone prestazioni di tenuta e lunga durata. Utilizzare comunemente paraolio con custodia in metallo di grandi dimensioni.

5. Strumenti di perforazione del pozzo (ad esempio, motori per fanghi, strumenti MWD/LWD)

• Punti di applicazione: Giunti universali di motori, gruppi di cuscinetti, alberi di trasmissione.
• Requisiti: resistenza estrema alle alte temperature (fino a 200°C+), alta pressione, corrosione dei fluidi di perforazione e design compatto. Le guarnizioni FFKM e le guarnizioni composite in PTFE sono ampiamente utilizzate poiché resistono agli ambienti chimici e termici più difficili.

6. Alberi di Natale e valvole

• Punti di applicazione: steli di valvole, attuatori.
• Requisiti: resistenza alle alte pressioni, resistenza ai fluidi petroliferi e gassosi, resistenza alla corrosione da H₂S e assenza di perdite. Utilizzare principalmente V-ring, O-ring e guarnizioni in elastomero in PTFE, spesso realizzati in FKM o FFKM.

3. Materiali comuni per i paraolio dei giacimenti petroliferi

Il difficile ambiente dei giacimenti petroliferi richiede prestazioni estremamente elevate dai materiali di tenuta.

• Gomma nitrilica: conveniente, resistente agli oli a base di petrolio, ma con una resistenza limitata alle alte temperature e agli agenti chimici. Utilizzato per sigillare cuscinetti in condizioni standard.
• Gomma nitrilica idrogenata: offre una migliore resistenza al calore (fino a 150°C), all'usura e all'ozono rispetto all'NBR. Uno degli elastomeri più utilizzati nei giacimenti petroliferi.
• Fluoroelastomero: eccellente resistenza alle alte temperature (fino a 200°C+), agli oli e ad un'ampia gamma di prodotti chimici. La scelta principale per applicazioni con fanghi corrosivi e ad alta temperatura.
• Perfluoroelastomero: Il “re degli elastomeri”. Resistente praticamente a tutti i prodotti chimici e solventi, con resistenza a temperature fino a 300°C+. Utilizzato negli strumenti downhole e negli ambienti HPHT più esigenti, ma il costo è molto elevato.
• Poliuretano: Altissima resistenza meccanica e resistenza all'abrasione. Spesso utilizzato in applicazioni ad alta pressione ed elevata usura come le bielle dei pistoni delle pompe di fango.
• Politetrafluoroetilene: coefficiente di attrito molto basso, eccellente resistenza chimica e resistenza alle alte temperature. Spesso utilizzato con elastomeri come guarnizioni in PTFE energizzate a molla per applicazioni ad alta velocità e bassa pressione, come gli alberi principali della trasmissione superiore.

4. Sfide e criteri di selezione chiave

Le principali sfide per i paraolio nelle applicazioni petrolifere includono:

• Condizioni operative estreme: il problema del "triplo massimo" di alta pressione, alta temperatura e alta velocità.
• Mezzi complessi: petrolio greggio, gas naturale, idrogeno solforato (H₂S), fluidi di perforazione, fluidi di completamento e altri mezzi corrosivi.
• Applicazioni dinamiche e statiche: le apparecchiature richiedono tenute per applicazioni alternative, rotanti e statiche.
• Requisiti di lunga durata: la sostituzione di una tenuta spesso comporta costosi tempi di inattività, che richiedono affidabilità estremamente elevata e lunga durata.

Criteri di selezione chiave:

1. 1、Definire le condizioni operative: determinare la temperatura, la pressione, la velocità e il tipo di supporto.
2. 2、Compatibilità dei materiali: selezionare l'elastomero o il polimero più adatto in base al supporto e alla temperatura.
3. 3、Design della struttura: scegliere la struttura di tenuta appropriata (ad esempio, con labbri ausiliari per l'esclusione della polvere, doppi labbri principali per la lubrificazione, tipo PTFE energizzato a molla).
4. 4、Qualità della superficie: la durezza superficiale, la ruvidità e la finitura dell'albero o del foro a contatto con la guarnizione sono fondamentali e influiscono direttamente sulle prestazioni e sulla durata della tenuta.

Riepilogo

I paraolio sono componenti critici indispensabili nelle apparecchiature di estrazione dei giacimenti petroliferi. Le loro prestazioni influiscono direttamente sull'affidabilità delle apparecchiature, sui costi operativi e sulla sicurezza. Con l’avanzamento della tecnologia di trivellazione verso acque profonde, pozzi profondi e risorse non convenzionali, le richieste sulla tecnologia di tenuta stanno diventando ancora più elevate e rigorose. Ciò guida lo sviluppo di nuovi materiali (ad esempio, nuovi compositi, tecnopolimeri) e nuovi progetti strutturali (ad esempio, sigilli di monitoraggio intelligenti) per servire meglio la moderna industria dei giacimenti petroliferi.