多年来，上游石油作业的效率和从地下开采更多石油的能力都有所提高。工程师们通过钻得更深、提高采收率(EOR)和在比以往更高的温度下作业来实现这一目标。尽管这些策略很有效，但也会给泵和压缩机中的密封件带来挑战，因为它们通常会为密封件的运行创造苛刻的环境。BETVICTOR体育官网
不仅仅是石油
井中发现的含油量各不相同，可能取决于位置、气候和海拔以及其他因素。原油的一个常见变化是它被认为是重的还是轻的。轻质原油主要含有碳氢化合物。随着石油中杂质的增加，它变得更重、更稠、更粘稠，被称为重质原油。杂质可能包括重金属、芳香族化合物(甲苯、二甲苯和苯等化学物质)和树脂，这使得重质原油的价值更低，加工更耗时。沥青砂、沥青和沥青都被认为是重的。原油越重，密封件在加工操作中面临的挑战就越大，因为磨料和粘性树脂会撕裂和破坏密封件，而芳香族化合物可能会引起潜在的化学攻击。
每口井的含硫量也会有所不同。含硫量低的油被称为低硫原油。相比之下，含硫原油含有大量的硫，这可能是危险的。硫含量越大，硫化氢(H2S)存在的概率越高，这是一种有毒、腐蚀性和可燃气体。硫和H2S都有一种典型的臭鸡蛋味，这使它们很容易被识别出来。
然而，H2S是危险的，浓度较高时可能致命。即使是少量的H2S，也会对密封件造成化学破坏，而聚四氟乙烯(PTFE)是完全兼容的，丁腈橡胶(NBR)通常兼容的浓度低于10ppm，氟弹性体(FKM)低于2000ppm，氢化丁腈橡胶(HNBR)低于50000 ppm(5%)。
提高采收率
在许多油井中，只有大约10%的石油被简单地从地下抽出来。接下来通常采用提高采收率(EOR)的方法，即钻一条单独的管线，在石油后面注入蒸汽、水、二氧化碳或其他介质，使其松动，使其更容易开采。注入油井的介质类型会对最佳密封材料的含量产生重大影响，因此了解每种介质的效果非常重要。
注水是目前最常用的提高采收率方法。虽然注入水可以来自外部，但通常使用的是采出水(从不同井中抽出的多余水)，其中可能含有石油、天然气、H2S和腐蚀性颗粒，如铁锈、沙子、盐、沥青质和蜡。这些颗粒会缩短海豹的寿命。此外，水被认为是无润滑的，所以在油中工作的密封件在使用大量水时可能会粘住和撕裂。
蒸汽注入是另一种提高采收率的方法，用于稠度高、粘性大的重质原油。注入的蒸汽产生湿热，使重质原油松动。对于蒸汽，还需要考虑更高的温度，以及蒸汽与密封材料兼容性的耐化学性。
在EOR技术中，还可以在原油后面注入二氧化碳，将其挤出。油井通常含有地下水，当二氧化碳与水接触时会形成碳酸，因此确认化学相容性很重要。二氧化碳的一个更大的问题是爆炸减压，即加压气体渗透橡胶密封件。如果压力迅速降低，橡胶内部的气体会剧烈膨胀，产生裂缝，导致立即泄漏。对于二氧化碳或任何气体提高采收率，重要的是选择具有良好渗透阻力或最小孔隙率的密封件，以防止气体进入密封件。
除了人工注入的气体外，自然产生的气体如甲烷、丁烷、丙烷和天然气也可能存在。一般来说，气体会对密封造成挑战。气体的颗粒尺寸比液体小，这使得它们更难密封。气体也是不润滑的，所以密封，尤其是橡胶密封，经常会因为移动的设备撕裂干燥的橡胶而损坏。
当涉及高速或长行程时，非润滑材料的问题就更加复杂了。高速会产生摩擦，因此密封润滑在这种情况下尤为重要。划臂长度长是另一个很多人可能不知道的问题。如果介质本身没有润滑，当设备长距离移动并与密封摩擦时，任何初始润滑都可能从密封上脱落，导致撕裂或损坏。对于气体和长行程应用，建议使用提灯环向密封腔内注入油脂以保持润滑。如果这是不可能的，使用密封材料与最好的干运行功能。
为工作选择最好的印章
虽然丁腈橡胶和混合橡胶密封件适用于基础油应用，但在EOR或其他含低硫原油以外的应用中使用时，可能会遇到困难。对于抽油机填料箱填料、柱塞和传输泵填料以及压缩机密封，有三种主要材料在这些困难的应用中表现良好:HNBR、氟弹性体(Viton)和PTFE。这些材料还可以与织物结合，为更高的压力提供额外的增强。
HNBR, Viton和PTFE具有不同的耐温等级，耐化学和渗透性能以及摩擦特性。网上有很多资源可以查询这些材料的耐化学性等级，但一般来说，PTFE的耐化学性和耐温性最好，然后是Viton，最后是HNBR。为什么不什么都用PTFE呢?
PTFE本身容易变形，随着时间的推移会失去弹性，导致需要经常重新紧固。带有织物增强的聚四氟乙烯通常会变得坚硬，虽然坚韧，但它不能实现良好的密封。在比较弹性体时，HNBR比Viton更坚韧，更耐磨，而且在非润滑应用中表现良好
对气体应用具有优异的抗渗透性能。
与橡胶或聚四氟乙烯相结合的织物将使材料更坚固、更耐用、更坚韧、更硬。这些看起来都是很好的特征;那么，为什么选择不使用织物加固呢?答案在于产品的灵活性。具有标志性V型环形状的密封圈是压力激活的，这意味着它们利用系统压力来打开“V”来实现密封。对于这些类型的密封来说，低压是一个问题，因为压力可能不足以使密封唇张开。这就是面料和材料的实际硬度发挥作用的地方。
只要在橡胶或塑料中添加织物就会让它变得更硬，但有很多不同的织物类型可供选择，它们会产生不同的效果。另外，重要的是要选择一种与介质化学相容的织物。也有不同的硬度计或硬度的橡胶和塑料，您可以根据应用程序的需要选择。
在低压应用中，一般来说，没有织物的软材料密封效果最好，但随着压力的增加，就需要使用织物加固和较硬的材料。如果压力从低到高变化，或者设备陈旧磨损，情况会变得复杂。在这些应用中，较硬的密封件可能不是密封的最佳选择。
成功的印章组合
在大多数应用中，效果最好的密封似乎是不同材料和硬度的组合，在较硬的密封处产生分层效果
在外面，柔软的密封在里面。这就创造了一个平衡的解决方案，优化每种密封类型的强度。软密封符合设备中的任何缺陷，并允许实现潜在的零泄漏。坚硬的密封圈承受着压力的冲击，是抵御磨蚀的第一道防线，保护着较软的内部密封圈。
这种分层填料盒设计已成功应用于许多困难的上游石油生产应用。在超过500华氏度(260℃)的温度下，它可以使用高达30% H2S的密封蒸汽，在300华氏度(149℃)的高速传输泵运行磨料中表现出色。它比传统填料在压缩机中密封含H2S在内的非润滑气体的寿命更长。
密封件的选择是一件复杂的事情，油井的泵送更是如此，因为在每种应用中需要考虑许多变量和差异。在选择密封材料时，确认介质的化学兼容性以及其他应用细节(如温度和压力)非常重要。
此外，总是建议向密封制造商咨询正确的密封产品推荐。