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形状记忆聚合物型温控膨胀堵漏剂SDP制备技术

王宝田 杨倩云 杨华

王宝田,杨倩云,杨华. 形状记忆聚合物型温控膨胀堵漏剂SDP制备技术[J]. 钻井液与完井液,2022,39(1):41-45 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.007
引用本文: 王宝田,杨倩云,杨华. 形状记忆聚合物型温控膨胀堵漏剂SDP制备技术[J]. 钻井液与完井液,2022,39(1):41-45 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.007
WANG Baotian, YANG Qianyun, YANG Hua.Research on preparation technology of temperature-controlled expansion plugging agent based on shape memory polymer[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(1):41-45 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.007
Citation: WANG Baotian, YANG Qianyun, YANG Hua.Research on preparation technology of temperature-controlled expansion plugging agent based on shape memory polymer[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(1):41-45 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.007

形状记忆聚合物型温控膨胀堵漏剂SDP制备技术

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.007
基金项目: 中石化集团公司基金项目“温控型刚性膨胀堵漏技术的研究与应用”(JP17026);胜利石油工程有限公司基金项目“抗冲稀强滞留堵漏材料开发及应用”(SKG2112)
详细信息
    作者简介:

    王宝田,高级工程师,现在主要从事钻井液技术研究及现场推广工作。电话 (0546)6383198;E-mail:wangbaotian229.ossl@sinopec.com

  • 中图分类号: TE254.4

Research on Preparation Technology of Temperature-Controlled Expansion Plugging Agent Based on Shape Memory Polymer

  • 摘要: 利用温度触发型的形状记忆材料制备温控膨胀堵漏剂,以实现堵漏液在裂缝中感应温度下的膨胀架桥。探讨了基于形状记忆聚合物型的温控膨胀堵漏剂制备工艺技术,利用低聚物树脂单体与不同高温交联剂在催化剂作用下,经不同温度和时间加热交联固化,脱模后热压成型以储备形变记忆功能,冷却后造粒制得。温控膨胀堵漏剂SDP,该堵漏玻璃化激活温度可调,粒径可调,抗拉强度大,高温高压膨胀量较大,在150 ℃、20 MPa老化后D90粒度增长率为44.71%~54.17%,能自适应裂缝架桥堵塞,经挤压变形,能够提高堵漏液的滞留能力和承压能力。

     

  • 图  1  形状记忆聚合物热压成型板材

    图  2  不同温控下膨胀堵漏剂的红外光谱图

    表  1  不同固化度下多元胺的用量

    固化度/
    %
    PJ1用量/
    g
    多元胺/
    g
    固化度/
    %
    PJ1用量/
    g
    多元胺/
    g
    6010013.508010018.00
    7010015.759010020.25
      注:固化反应条件:90 ℃下加热4 h
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    表  2  单一反应温度对产品力学性能的影响

    T/
    抗拉强度/
    MPa
    抗冲击强度/
    MPa
    T/
    抗拉强度/
    MPa
    抗冲击强度/
    MPa
    60未固化未固化12021.785.7
    9016.393.415030.464.2
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    表  3  复合反应温度对产品力学性能的影响

    T/℃抗拉强度/MPa抗冲击强度/MPa
    11032.8715.3
    13040.1920.5
    15046.2717.2
      注:固化反应条件为:90 ℃加热2 h后,然后在不同温度下加热2 h
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    表  4  固化时间对产品转化温度和力学性能的影响

    t/h抗拉强度/MPa抗冲击强度/MPaTg/℃
    135.3213.473.24
    240.1915.681.29
    342.6321.283.14
    444.1819.385.27
      注:固化反应条件为:90 ℃加热2 h后,然后在130 ℃加热不同时间
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    表  5  增韧剂加量对产品转化温度和力学性能影响

    增韧剂/
    %
    抗拉强度/
    MPa
    抗冲击强度/
    MPa
    Tg/
    040.1921.283.14
    536.7824.370.43
    1030.4326.263.29
    1521.6522.751.37
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    表  6  不同尺寸温控膨胀堵漏剂膨胀性能实验

    粒径/
    T激活/
    激活前/mm激活后/mmD50
    长率/%
    D90
    长率/%
    D50D90D50D90
    10~2072.862.483.123.414.8137.5054.17
    20~4088.901.421.981.912.9834.5050.50
    40~80102.350.600.850.801.2333.3344.71
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    BAO Dan, QIU Zhengsong, YE Lian, et al. Preparation and chatacteristic experiments of intelligent lost circulation materials based on thermaly shape memory polymer[J]. Acta Petrolei Silica, 2020, 41(1):106-115. doi: 10.7623/syxb202001010
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-16
  • 修回日期:  2021-10-25
  • 刊出日期:  2022-05-06

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