很少有材料能夠處理石油和天然氣行業設備所經歷的高壓,極端溫度,腐蝕性化學品和粗暴處理。 德雷克塑料專門生產能夠應對這些挑戰的超高性能工程塑膠。 它們在減少停機時間、延長使用壽命和提高石油和天然氣運營中最苛刻條件下的可靠性方面都擁有經過現場驗證的記錄。

德雷克的多功能材料產品群組包括一系列威格斯®和KetaSpire® PEEK、高溫PEEK XT、威格斯HT PEK、Torlon PAI、Ryton® R-4 PPS、UltemTM PEI和AvaSpire® PAEK牌號。 我們將這些特殊材料轉化為 可擠壓的可加工毛坯形狀、精密CNC加工零件和 注塑成型的形狀 和部件,用於勘探、測井、鑽孔、修井和生產設備,以及用於中游操作的泵、閥門和壓縮機部件。

這些高性能熱塑性塑膠中的每一種都具有高溫下的結構剛性、低溫極端溫度下的衝擊強度、電絕緣和熱絕緣性能以及耐摩擦磨損、耐腐蝕和耐化學侵蝕的獨特組合。 該材料組合中可用的多種性能組合為工程師提供了可靠的選擇,以實現針對每個應用的操作環境進行調整的可靠性能。

作為可熔融加工的熱塑性塑膠,德雷克的高性能材料可以注塑成型並擠出成可加工的毛坯形狀。 這種生產多功能性為石油和天然氣應用提供了幾乎無限的注塑成型和CNC加工零件配置。

石油和天然氣在德雷克高性能材料中的應用

在二十多年的時間里,德雷克的應用程式開發團隊與工程師合作,為勘探、伐木、鑽井、修井、生產和分配設備設計和生產元件,積累了令人印象深刻的成功清單,如下所示:

  • 由PEEK、玻璃纖維增強PEEK、高溫PEEK XT和威格斯HT PEK製成的人工提升ESP連接器和絕緣子,在潛水電泵必須運行的苛刻環境中提供所需的高壓電氣絕緣。 德雷克提供無孔隙的連接器,帶有包覆成型或壓入式鈹銅引腳和外掛程式。
  • 壓裂球: Torlon PAI在德雷克的壓裂球和活化球的材料選擇中設定了很高的性能標準。 與其他熱塑性材料相比,它們具有令人印象深刻的抗蠕變性,抗壓強度和韌性。
  • 極限壓裂球: 為了獲得最大的強度和可靠性,德雷克提供炮彈®複合壓裂球。 它們由超高強度複合材料加工而成,可承受高達10 KSI的壓力,閥座干涉低至2%,允許60個區域系統。 炮彈壓裂球加工成+/- 0.0015“(0.038mm)的精確公差,球對球和批次到批次。
  • 特定負荷壓裂球和啟動球: 德雷克還提供其他高性能熱塑性塑膠,如KetaSpire和威格斯PEEK,Ultem PEI或可溶解PGA作為機加工球,以滿足特定的井下操作條件和要求。
  • 由30%玻璃和碳纖維增強PEEK加工而成的密封件和支撐環具有防止彈性體在壓力下擠出所需的強度。
  • 測井工具絕緣子 和底盤由玻璃纖維增強的KetaSpire KT820 GF30 PEEK製成,可提供現代測井工具所需的強度、尺寸穩定性以及耐溫性、耐電氣性和耐化學性。
  • 連接器 主體 依靠PEEK、威格斯HT PEK和高溫PEEK來隔離導電引腳,並在電氣應用中可靠地運行,包括海底設備中的應用。
  • 德雷克製造的定製抽油桿導軌和西裝外套可解決化學侵蝕,壽命短或外殼磨損的特定領域或油井問題。 材料是根據井或田間的特定需求選擇的。 聯繫德雷克瞭解更多資訊
  • 由30%玻璃纖維增強的Torlon 5030 PAI製成的HTHP水泥擋板具有鋁的強度,但易於鑽孔。
  • 用於往複式壓縮機應用的提升閥芯和提升按鈕通過碳增強型PEEK獲得高強度和耐磨性。
  • 由40%玻璃纖維增強的Ryton R-4製成的燈籠環和井下絕緣子具有長期性能所需的耐化學性和耐溫性以及強度。
  • 啟動閥座:Torlon 4203 球閥座允許在單個球座上展開、啟動和縮回井筒放大工具等設備。 閥座的屈服足以讓球在通過閥座之前啟動工具,而不會使閥座開裂或永久變形,使其在與先前啟動非常相似的壓力下為後續刺激做好準備。

PEEK:固體物理性質,優異的耐化學性和耐水解性

德雷克的多功能高性能聚合物提供不同的性能組合,有效地與各種石油和天然氣工業設備應用的最終使用條件和性能要求相吻合。

雖然與所有其他可熔融加工的熱塑性塑膠相比,Torlon PAI在高溫下具有獨特的卓越強度保持力,但PEEK在整體物理性能以及化學和耐水解性方面的穩定平衡超越了大多數聚合物的能力。 威格斯公司®以威格斯PEEK品牌和索爾維以KetaSpire®開發了幾種不同的PEEK配方。 PEEK商品名。 Drake 提供未填充、高強度和耐磨牌號,提供最廣泛的符合 Mil-P 標準的擠壓型材(目前最大 10“ 棒材)以及注塑成型和精密加工零件。

石油和天然氣設備中的典型PEEK應用與Torlon PAI類似,包括密封件,閥座,測井作業中電氣設備的底盤。 在各種PEEK牌號中,有具有增強強度、軸承和耐磨性能的配方,以及高性能熱塑性塑膠固有的耐化學性和耐水解性。 PEEK在惡劣操作環境中的應用越來越多,這證實了PEEK在石油和天然氣行業中以各種多功能形式獲得的可靠性和認可。

PEEK 合規性:NORSOK M-710 和 ISO 23936

NORSOK M-710和ISO 23936標準是為全球石油和天然氣行業制定的,以確保用作彈性密封件剛性支撐環的非金屬材料能夠在這些關鍵部件的預期使用壽命內可靠地保持其物理性能和密封功能。

索爾維和威格斯PLC提供用於德雷克PEEK型材的PEEK樹脂,用於加工密封支撐環。 威格斯 ® PEEK牌號(包括PEEK 450G)和索爾維的KetaSpire® PEEK配方(包括 KetaSpire KT-820 NT )和30%碳纖維增強 的KetaSpire KT-820 CF30 均符合NORSOK M-710和ISO 23936標準,適用於酸性氣體和蒸汽服務的井下使用。

聚醚酮 M-710/ISO 23936 合規性數據:

凱塔皮爾
威格斯聚醚醚酮

強度保持至 300°F (150°C)

PEEK的玻璃化轉變溫度(Tg)約為302°F(150°C),在極端溫度下的強度保持率滿足了許多井下設備應用的性能要求。 此外,PEEK的熔融溫度為644oF(340oC),表明PEEK的性能高於其Tg,具體取決於物理負載程度等應用變數。

玻璃和碳纖維增強PEEK牌號為超高性能熱塑性塑膠在石油和天然氣設備部件中的資產增加了更大的結構強度。 德雷克提供毛坯形狀以及精密加工和注塑成型的零件,其中有幾種強度更高。 其中包括 威格斯450 CA30 和索爾維的 KetaSpire KT 820 CF30 (含30%碳纖維)和 KetaSpire KT 820 GF30 (玻璃纖維含量為30%)。

耐化學性和耐水解性,確保長期可靠性

優異的耐腐蝕性化學品的抗降解性在與測井、鑽孔、生產和輸送設備相關的元件的PEEK優勢清單中名列前茅。

PEEK還擅長長期暴露在潮濕環境中,包括熱水和蒸汽,這是許多石油和天然氣應用的關鍵考慮因素。

在海上鑽井應用中,持續暴露在鹽水中會給已經腐蝕性的鑽井環境帶來不利影響。 伐木和鑽井設備也可能延伸到很遠的距離和水下,使維修和更換成為一個主要問題。 PEEK的耐水解性和耐化學侵蝕性使其成為在這種困難環境下使用的設備高度可靠的元件的堅固材料選擇。

在動態承重和摩擦應用中具有出色的耐磨性

作為一種半結晶聚合物,PEEK本身具有抗磨蝕性磨損的能力。 這導致了軸承、襯套、止推墊圈和滑動部件中超高性能工程塑膠的眾多規格。

PEEK配方採用PTFE、石墨和碳纖維,可提高耐磨性,可提高必須承受更高水準的摩擦和負載的石油和天然氣設備部件的性能,從而擴展標準牌號的性能。 指定威 格斯 450 FC30 “10-10-10” PEEK,Drake使用這種軸承和耐磨級熱塑性塑料生產毛坯形狀以及精密加工和注塑成型零件,適用於經歷更嚴重動態載荷的應用。

高溫 PEEK XT 擴展了應用範圍

作為德雷克產品群組的最新成員,高溫PEEK XT為標準PEEK固有的耐化學性和耐水解性增加了改進的熱,機械和電氣性能。 索爾維開發的這種新型樹脂將PEEK的應用範圍擴展到了比標準牌號更惡劣的高溫環境的元件中。

索爾維在其KetaSpire® PEEK XT品牌下提供一系列可熔融加工的未填充和纖維增強等級的高溫PEEK。 它的玻璃化轉變溫度為 338° F (170° C),比標準 PEEK 高 36°F (20°C)。 與未增強的高溫PEEK牌號相比,玻璃和碳纖維增強的高溫PEEK牌號增加了更高水準的結構強度,有利於連接器和其他石油和天然氣應用。

德雷克提供注塑成型零件,並可提供由未填充的KetaSpire® PEEK XT-920 NT製成的擠壓棒材,板材和精密加工部件,以及纖維增強牌號。

Torlon® PAI:石油和天然氣設備元件的無與倫比的強度

Torlon PAI(聚醯胺醯亞胺)是性能最高的可熔融加工熱塑性塑膠,在極端溫度下具有高強度保持力。 它在其抗壓和彎曲強度以及在石油和天然氣操作中遇到的極端和可變溫度下保持剛性和尺寸穩定性的能力方面遠遠高於其他高性能工程塑膠的上限。 除了胺類之外,它還可承受井下環境中的化學物質,並且其耐磨性在承重應用中具有較長的使用壽命。 Torlon有點吸濕性,因此它通常不用於石油和天然氣應用中的密封件。

極端溫度下的最大強度,確保結構完整性

在400°F(204°C)標記處,Torlon® PAI的強度遠高於其他可熔融加工的工程熱塑性塑膠 在室溫下表現出的強度。 事實上,這種超高性能聚合物在達到530°F(276°C)之前不會開始軟化,這是它的玻璃化轉變溫度(Tg)。 即使在連續暴露於高溫下后,它仍然保留了可靠地服務於許多應用所需的強度。

Torlon PAI 在低溫下還具有出色的抗衝擊性,這為在勘探、鑽井、伐木和修井作業中頻繁使用的應用增添了優勢。

玻璃和碳纖維增強的Torlon PAI配方增強了未填充PAI牌號固有的高強度,是物理負荷更苛刻的應用的理想選擇。 例如,完井作業利用30%的玻璃纖維增強 Torlon 5030 PAI 用於剛性,堅固的可鑽水泥擋板。

德雷克還開發了 Torlon PAI無縫管® ,具有多種OD / ID組合。 這種獨特的無縫可加工形狀沒有焊接或針織線,在內壁或外壁的壓力下具有極高的箍強度。 管材配置還消除了取芯棒材以生產管狀和圓形零件的時間和成本。

閥門、泵和其他井下應用的耐腐蝕性

耐芳烴、脂肪族、氟化和氯化烴的侵蝕和降解是許多石油和天然氣設備應用中元件的基本要求,也是Torlon PAI執行的另一個領域。 它在中等溫度下抵抗大多數酸,並且僅受極鹼性化學物質的影響。

電氣設備部件的尺寸穩定性和絕緣性能

在測井工具中,Torlon PAI的高強度、電氣性能和穩定性在電氣絕緣體、底盤和其他部件中具有優勢,在這些部件中,寬溫度擺幅下的可預測尺寸和長期可靠性至關重要。 Torlon PAI 在生產階段設備(如電動潛水泵 (ESP) 和連接器插頭)中的悠久歷史也驗證了它們在極端溫度下的熱和電氣隔離和絕緣性能以及尺寸穩定性。

Torlon PAI 軸承和耐磨等級,在動態載荷應用中具有較長的使用壽命

五種不同的Torlon PAI軸承和耐磨增強牌號提高了PAI固有的高耐磨性,並延長了暴露在惡劣摩擦條件下的石油和天然氣設備部件的使用壽命。 通用軸承級 Torlon 4301 適用於多種應用,包括修井作業中使用的井眼擴大工具中的滾珠密封件。 Torlon 4275 專為超高速摩擦應用而開發。 高模量 Torlon 4435 PAI 在滑動葉片和活塞密封環需要時可提供更高的剛性。

日月潭 ® R-4 PPS:在 392 º F (200ºC) 以下不含已知溶劑的主力

高強度 日月潭 ® R-4 PPS (聚苯硫醚)採用 40% 玻璃纖維增強材料,可滿足多種石油和天然氣設備規格,適用於極其堅硬的熱塑性塑膠,可在超過 400°F (204°C) 的溫度下保持其結構強度。 這種多功能材料也沒有低於392oF(200o C)的已知溶劑。

日月潭PPS固有的介電性能在超高性能聚合物領域也名列前茅,這是選擇用於石油和天然氣測井和鑽井設備的連接器和絕緣子材料的一個因素。

德雷克的日月潭 R-4 PPS 型材以及精密加工和注塑成型的部件可提供結構堅固且尺寸穩定的井下桿導軌以及暴露於高溫腐蝕性化學品的離心泵和提升泵元件。 其電氣和熱絕緣性能也使日月潭R-4 PPS成為電氣連接器和絕緣體的常客之選。

為了支持客戶對機加工零件中這種多功能材料的要求,Drake的研發團隊開發了該技術,可以在各種棒材和板材尺寸中以始終如一的高品質擠出Ryton R-4 PPS。 每批德雷克的日月潭R-4 PPS形狀和零件都附有樹脂認證,這些形狀和零件現在可滿足眾多生產和原型要求。

PEK、PEKK 和 PEKEKK:高溫聚酮選項

德雷克塑膠還提供定製的擠壓型材,以及由PEK,PEKK和PEKEKK的耐高溫聚醚酮聚合物製成的注塑成型零件。 每種產品都具有與高溫PEEK XT相當的熱性能。 然而,真正的PEEK聚合物KetaSpire XT中醚(E)與酮(K)的比例為2:1,使其在耐化學性方面具有優勢。

這些耐高溫聚合物的一個常見應用領域是作為井下連接器中的絕緣體,例如與ESP或在高溫高壓井下環境中運行的電動潛水泵一起使用的連接器。 它們在較高溫度下的強度和剛度可防止薄壁隔板密封部件中的靜水壓力變形。

歐洲愛德華王子™島:結構和電氣應用中的高性能

Ultem PEI(聚醚醯亞胺)將令人印象深刻的電氣性能、強度和柔韌性與耐酸和碳氫化合物以及卓越的水解穩定性相結合。 其熱性能包括419°F / 215°C的玻璃化轉變(Tg)溫度。

作為一種無定形熱塑性塑膠,它被指定為結構和 電氣應用 ,而不是德雷克的結晶和半結晶高性能聚合物系列所服務的軸承和耐磨部件。

除了在定製的基礎上提供各種等級的Ultem PEI的桿和板外,德雷克塑膠還從高強度30%玻璃增強PEI等級擠出 Ultem 2300無縫管® 。 庫存中提供多種 OD/ID 組合,獨特的無縫配置可在高內部或外部壓力下在籃筐方向上提供卓越的強度和穩定性。

Ultem 2300 PEI無縫鋼管®還消除了與石油和天然氣行業設備部件(如絕緣子,套管和推力墊圈)的桿中心取芯相關的多餘加工時間和材料損失。

PAEK:用於井下應用的高強度聚酮選擇

PAEK(聚芳醚酮)是PEEK的替代品,具有相似的強度和穩定性,以及更高水準的延展性和拉伸強度,但耐化學性帶更窄。 該材料由索爾維以 AvaSpire® PAEK 商品名提供。 當應用條件適合其特性時,它可以在許多石油和天然氣行業應用中發揮堅實的作用。