Россия
Работа посвящена разработке рецептур и исследованию свойств резиновых смесей и их вулканизатов на основе бутадиен-нитрильных каучуков, предназначенных для эластомерной обкладки статоров винтовых забойных двигателей, широко используемых в системах нефтегазодобычи при бурении скважин. К данному изделию предъявляется комплекс жестких эксплуатационных требований: высокие значения прочности при растяжении, эластичности, сопротивления раздиру, износостойкости, теплостойкости, морозостойкости, а также устойчивости к воздействию буровых жидкостей и углеводородных сред. Одновременно с этим от резиновых смесей требуются особые технологические свойства, обусловленные спецификой изготовления обкладок методом заливки на нагретую внутреннюю металлическую поверхность статора. Ключевыми технологическими требованиями являются низкая вязкость по Муни и длительная устойчивость к преждевременной вулканизации, что позволяет избежать дефектов при формовании изделия большой длины. Обеспечение одновременного выполнения всех перечисленных эксплуатационных и технологических требований представляет собой сложную научно-техническую задачу. В работе исследовано влияние типа каучуковой основы композиций, включая отечественные бутадиен-нитрильные каучуки различных марок с разным содержанием нитрила акриловой кислоты и вязкостью по Муни, а также их комбинации. В составе композиций изучены вулканизующие системы различного состава, а также различные наполнители и их комбинации (технический углерод различной активности, кремнеземный наполнитель). Показано, что оптимальный комплекс свойств достигается при использовании комбинации каучуков, ускорителей серной вулканизации, обеспечивающих продолжительный индукционный период, замедлителей преждевременной вулканизации, и наполнителей, положительно влияющих на износостойкость. Разработанные резиновые смеси демонстрируют низкую вязкость по Муни, высокую устойчивость к преждевременной вулканизации и хороший уровень деформационно-прочностных свойств, что соответствует требованиям, предъявляемым к материалам для эластомерных обкладок винтовых забойных двигателей. Для дальнейших исследований выбраны рецептуры с наилучшим уровнем свойств, которые будут изучены на устойчивость к абразивному износу, действию агрессивных сред и прочность крепления резины к металлу.
ВУЛКАНИЗАТ, ВИНТОВОЙ ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ЭЛАСТОМЕРНАЯ ОБКЛАДКА, ПОДВУЛКАНИЗАЦИЯ
1. И. И. Мухаметханов, А. А. Шаяхметов, А. В. Красильников, С. Н. Анисимов, О. А. Панфилова, Студент. Наука. Общество: сборник научных трудов. (Чуваш. гос. ун-т им. И.Н. Ульянова. Чебоксары, 14 ноября 2023). Чебоксары, 2023. С. 165-166.
2. H. Patel, S. Salehi, R. Ahmed, C. Teodoriu, J. Pet. Sci. Eng., 179, Article 1046 (2019). DOI:https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.05.019
3. С. С. Чернуха, Наука и техника в газовой промышленности, 2, 36-42 (2020).
4. Пат. RU 104 629 U1: F01C 1/107 (2006.01), E21B 4/02 (2006.01).
5. В. В. Мельников, А. В. Епихин, Современные проблемы гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии Евразии. Материалы Всероссийской конференции с международным участием, (Томск, Изд-во ТПУ, 2015). Томск, 2015. С. 615-619.
6. А. А. Миронова, В. Н. Аптуков, П. С. Потураев, О. В. Басова, Н. А. Медведева, В. В. Булатов. Деформация и разрушение материалов, 12, (2021). DOI:https://doi.org/10.31044/1814-4632-2021-12-18-22.
7. S. Tavosi, M. Alimardani, M. H. R. Ghoreishy, M. Tavakol, Eng. Fail. Anal., 159, Article 108072 (2024). DOI:https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2024.108072.
8. C. Shi, X. Wan, J. Deng, X. Zhu, J. Test. Eval., 50, 4, 2209-2226 (2022).
9. H. Wang, S. Wang, X. Lv, Mechanics, 22, 4, 308-312 (2016).DOI:https://doi.org/10.5755/j01.mech.22.4.16162.
10. V. Ulmanu, M. Badicioiu, M. Caltaru, Materiale Plastice, 52, 4, 494-499 (2015).
11. Whittaker L. V., Doctoral dissertation, University of Hull,England, 2003.
12. И. Б. Кучкоров, Проблемы геологии и освоения недр: труды XXI Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 130-летию со дня рождения профессора М. И. Кучина. (Томск, 3-7 апреля 2017 г., Изд-во ТПУ). Томск, 2017. С. 503-504.
13. Пат. RU 2669640 C1 (2018).
14. В. Ф. Каблов, В. И. Аксенов, Промышленное производство и использование эластомеров, 3, 24-34 (2018). DOI:https://doi.org/10.24411/2071–8268–2018–10305/ DOI: https://doi.org/10.24411/2071-8268-2018-10305/
15. С. В. Резниченко, Ю. Л. Морозов, Большой справочник резинщика в 2 ч. Ч. 1: Каучуки и ингредиенты. М.: Техинформ, 2012, 641 с.
16. Н.А. Охотина, А.Р. Курбангалеева, О.А. Панфилова, Сырье и материалы для резиновой промышленности: учеб. пособие. Казань: КНИТУ, 2015, 112 с.
17. Ю.О. Аверко-Антонович, Р.Я. Омельченко, Н.А. Охотина, Ю.Р. Эбич, П. А. Кирпичников, Технология резиновых изделий. Л.: Химия, 1991, 352 с.
