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油田抽出装置におけるオイルシールの使用についての紹介

小さな部品のように見えるかもしれませんが、オイルシールは油田採掘装置の「守護者」の役割を果たします。その中心的な機能は、潤滑剤の漏れを防ぎ、塵、泥、水などの外部汚染物質が装置に侵入するのをブロックすることです。これにより、主要なトランスミッションコンポーネントの正常な動作が保証され、機器の耐用年数が延長され、生産の安全性が保証されます。

油田設備におけるオイルシールの主な機能
1、潤滑媒体のシール：ギアボックス、ベアリングハウジングなどからの潤滑油やグリースの漏れを防ぎ、摩擦点の継続的な潤滑を確保し、摩耗を軽減します。
2、外部汚染の隔離：油田の環境は砂、泥、塩水、腐食性化学物質で満たされており、非常に過酷です。オイルシールは、これらの汚染物質が機器に侵入するのを効果的に防ぎ、部品の摩耗、腐食、焼き付きを防ぎます。
4、メンテナンスコストの削減: シールが故障すると潤滑剤が完全に失われ、ベアリングの焼損やギアの損傷などの深刻な故障が発生し、多額の修理費用と生産のダウンタイムが発生する可能性があります。
5、生産の安全性の確保：高圧、高温、または可燃性媒体を使用する装置では、シールの破損により漏れが発生し、安全上の問題や環境事故につながる可能性があります。
6、油田設備におけるオイルシールの主な使用箇所

オイルシールは、地表からダウンホールツールまで、数多くの重要な場所で重要です。

トップドライブ

要件: 高速、高温、高圧泥水噴霧、および激しい振動に対する耐性。通常は、高性能のバネ式 PTFE シールまたは水素化ニトリルゴムシールを使用します。
泥ポンプ

適用箇所：ピストンロッド、バルブステム、ドライブシャフト。
要件: 極度の耐摩耗性、泥 (水、粘土、化学添加物) からの腐食/侵食に対する耐性、および高圧パルスに対する耐性。ポリウレタンシール、FKMシール、特殊ピストンロッドシールが一般的に使用されます。

ドローワークスとブレーキシステム

適用箇所：ドライブシャフト、ベアリングハウジング。
要件: 重荷重、衝撃荷重、および高温 (制動熱による) に対する耐性。通常は耐久性の高いニトリルゴムシールまたはFKMシールを使用します。

ロータリーテーブルとスイベル

適用箇所: メインベアリング、ギアボックス。
要件: 重荷重と転倒の瞬間に耐える能力、良好なシール性能、および長寿命。オイルシールは大型の金属ケースを使用するのが一般的です。

ダウンホール掘削ツール (マッドモーター、MWD/LWD ツールなど)

適用箇所：モーターのユニバーサルジョイント、ベアリングアッセンブリ、ドライブシャフト。
要件: 高温 (最大 200°C+)、高圧、掘削液の腐食に対する優れた耐性、およびコンパクトな設計。 FFKM シールと PTFE 複合シールは、最も過酷な化学薬品および温度環境に耐えられるため、広く使用されています。

クリスマスツリーとバルブ

適用箇所: バルブステム、アクチュエーター。
要件: 高圧耐性、石油およびガス媒体に対する耐性、H₂S 耐食性、および漏れゼロ。主に PTFE V- リング、O- リング、およびエラストマーシールを使用します。多くの場合、FKM または FFKM で作られます。

油田用オイルシールの一般的な材料

過酷な油田環境ではシール材に極めて高い性能が求められます。

ニトリルゴム: コスト効率が高く、石油ベースの油に対して耐性がありますが、高温耐性と耐薬品性に限界があります。標準状態でベアリングのシールに使用されます。
水素化ニトリルゴム：NBRよりも耐熱性（150℃まで）、耐摩耗性、耐オゾン性に優れています。油田で最も広く使用されているエラストマーの 1 つ。
フルオロエラストマー: 高温 (200°C+ まで)、油、および幅広い化学薬品に対する優れた耐性。高温および腐食性の泥土用途の主な選択肢。
パーフロロエラストマー：「エラストマーの王様」。実質的にすべての化学薬品や溶剤に対して耐性があり、最大 300°C 以上の温度耐性があります。最も要求の厳しいダウンホールツールや HPHT 環境で使用されますが、コストが非常に高くなります。
ポリウレタン: 非常に高い機械的強度と耐摩耗性。泥水ポンプのピストンロッドなどの高圧、高摩耗用途でよく使用されます。
ポリテトラフルオロエチレン：摩擦係数が非常に低く、耐薬品性、耐高温性に優れる。トップドライブメインシャフトなどの高速、低圧用途向けのバネ付勢 PTFE シールとしてエラストマーとともによく使用されます。

課題と主要な選択基準

油田用途におけるオイルシールの主な課題は次のとおりです。

極限の動作条件: 高圧、高温、高速という「三重高」の問題。
複合媒体: 原油、天然ガス、硫化水素 (H₂S)、掘削液、完成液、その他の腐食性媒体。
動的および静的用途: 装置には往復、回転、および静的用途にシールが必要です。
長寿命要件: シールの交換は多くの場合、コストのかかるダウンタイムを意味するため、非常に高い信頼性と長寿命が必要です。

主な選択基準:

1、動作条件の定義: 温度、圧力、速度、媒体の種類を決定します。
2、材質の適合性：媒体と温度に基づいて最適なエラストマーまたはポリマーを選択します。
3、構造設計：適切なシール構造を選択します（例：防塵用補助リップ、潤滑用二重メインリップ、バネ付PTFEタイプ）。
4、表面品質: シールに接触するシャフトまたはボアの表面硬度、粗さ、仕上げは非常に重要であり、シール性能と寿命に直接影響します。

まとめ

オイルシールは油田採掘設備に欠かせない重要部品です。そのパフォーマンスは、機器の信頼性、運用コスト、安全性に直接影響します。掘削技術が深海、深井戸、非在来型資源に向けて進歩するにつれて、シール技術に対する要求はさらに高く、より厳しくなっています。これにより、現代の油田産業により良いサービスを提供するための新しい材料 (新しい複合材料、エンジニアリングプラスチックなど) や新しい構造設計 (スマートモニタリングシールなど) の開発が促進されます。