ГОСТ Р 55849—2013
Присутствие ионов (соли) в воде склонно сокращать потенциал набухания. Например, для одной и той же ни
триловой резины минерализованная вода демонстрирует меньшие показатели разбухания, чем дистиллированная
вода. Поэтому при расчете провоцируемого водой разбухания необходимо учитывать общую концентрацию соли.
D.4.2.4 Содержание H2S и С 02
H2S придает твердость нитриловым эластомерам из-за химической реакции с полимерным компонентом
компаунда. Этот газ является причиной прогрессивного образования полимеризации в цепях эластомера, что ве дет
к отвердеванию, усадке, и. в конечном счете, к растрескиванию материала. В большинстве случаев эластоме ры
HNBR или FKM считаются более стойкими к высоким концентрациям H2S.
Оксид углерода проникает в матрицу эластомера и вызывает разбухание и размягчение благодаря фи
зическому взаимодействию. СН4 и другие углеводородные газы также могут вызывать аналогичные изменения
эластомера. Для лучшего сопротивления специфической газовой среде могут быть выбраны особые составы
эластомеров.
Газы в добывающей скважине могут оказывать дополнительное влияние на эластомер. Когда насос работает
в среде с высоким содержанием свободного газа, эластомер впитывает газ до величины насыщения. Если проис
ходит декомпрессия и газ выпускается слишком быстро, то эластомер испытывает внутреннее вздутие,
разрывы и трещины из-за мгновенного газорасширения. Это явление общеизвестно как взрывная декомпрессия
и часто имеет место в среде с высокой концентрацией С 02. Впитывающая способность эластомера, степень
образования полимеризации вместе с механическими свойствами определяют уровень сопротивления
материала к взрывной декомпрессии. Использование медленной декомпрессии и минимальная толщина
эластомера помогают избежать этого явления.
Для нитриловых эластомеров существует следующее правило: чем выше содержание акрилонитрила в эла
стомере. тем ниже его проникающая способность и. следовательно, выше чувствительность к повреждению вслед
ствие взрывной декомпрессии.
D.4.2.5 Рабочая температура
Будучи органическими соединениями, эластомеры проявляют ограниченную термостойкость. Рабочие преде
лы температур для эластомеров ВН определяются поставщикотл’изготовителем. Принято считать, что наибольшую
термостойкость показывают эластомеры FKM. затем идут эластомеры HNBR и далее NBR. Повышение рабочей
температуры эластомеров гложет повлечь за собой изменение таких свойств эластомера как твердость и прочность
на разрыв, что может повлиять на общую работу насоса.
В ситуации с повышенной рабочей температурой (в частности, при наличии воды) соединяющая система
может являться ограничивающим компонентом работы насоса.
D.4.3 Содержание песка
При работе ВН с рабочими средами, характеризуемыми большим содержанием песка, требуется установка
эластомера со способностью к упругому восстановлению, которая позволяет частицам песка проникать сквозь
линии уплотнения, не повреждая эластомер. Для этого обычно используют мягкие эластичные эластомеры с вы
сокой степенью растяжения и хорошей стойкостью к истиранию. Стойкость к песчаным включениям в эластомере
статора также важна для предотвращения износа ротора.
Содержание песка и размер частиц также влияют на износ эластомера. Кроме того, в обеспечении оптималь
ной эксплуатации в пескосодержащей среде важное значение имеют геометрические параметры рабочих органов,
натяг в паре ротор-статор и частота вращения ротора насоса. Как правило, укороченный шаг. плотная посадка и
низкие скорости приводят к увеличению изнашивания эластомера.
D.4.4 Объемное содержание газа
Статоры ВН могут обслуживать внутрискважинные флюиды с высоким содержанием свободного газа, однако
в целом с увеличением содержания свободного газа рабочие характеристики насоса и срок его службы сокраща
ются. Эксплуатация ВН требует минимального количества жидкости для обеспечения смазки и наличия охлаж
дающих свойств в целях недопущения чрезмерного трения и перегрева в эластомере. Для уменьшения
влияния свободного газа на срок службы и на функциональность насоса в расчет принимаются размер насоса и
натяг в паре ротор-статор.
42