中国石油大学（北京）机电工程学院材料系
高含硫气田开发工程中需要使用大量橡胶密封材料，但是高温高压H2S/CO2工况（最高PH2S达9MPa，最高PCO2为6MPa，实际温度达到150℃）会对橡胶密封材料造成强烈侵蚀，密封失效会导致高含H2S天然气泄漏事故的发生。烟道蝶阀H2S是一种剧毒气体，空气中H2S含量超过300ppm将对生命造成危险，因此高温高压及高酸性这样苛刻及复杂的工况条件给耐蚀高分子材料的设计与改性、腐蚀机理研究及产品开发带来极大的挑战。 目前，该产品及其相关技术为国外几家大公司所垄断，国内仅中国石油大学生在开展高温高压H2S/CO2工况下橡胶密封材料的腐蚀机理研究和相关产品的开发，产品还处于实验室研究阶段。进口产品价格高昂，素有“软黄金”之称，为满足酸性天然气开发需求，确保生命和财产安全，打破国外厂家的垄断，研究开发高抗H2S腐蚀橡胶密封材料迫在眉睫。
中国石油大学（北京）机电学院材料系以腐蚀与防护作为学科发展的重点，面向石油天然气
工业重大工程建设中的腐蚀问题，深入开展基础研究以及广泛开展合作。已经拥有高温高压H2S/CO2腐蚀、电化学、防腐蚀高分子材料合成及加工实验装备，同时具备完善的性能测试和表征手段。材料学科承担“973”基础研究、国家自然科学基金、国防科技攻关项目及省部级科研项目达30余项。特别是目前针对普光高温高压H2S/CO2腐蚀问题，与中石化科技部、物装部、中石化勘探开发研究院、中原油田、胜利设计院、中石化工程建设部等开展了多项科研合作，率先在国内从事了抗高温高压高含硫密封材料研究工作,有明显的优势，为普光气田井下管柱用密封材料的研究及开发提供强有力的技术支持，包括：
●本课题组集中了高分子材料、材料腐蚀与防护及材料失效机理研究人员，为开发能满足复杂工况下的材料的研究提供了充分的保障；
●是国内唯一既能从事橡胶复合材料设计、产品开发又能在模拟普光工况条件下开发橡胶及其产品腐蚀机理研究的科研单位；
●充分了解世界各个石油产品供应商品（包括：哈里伯顿、斯伦贝谢、卡麦隆、贝克休斯等公司的球形防喷器胶芯、闸板防喷器密封胶、蝶阀密封环及各种O型密封圈）在不同工况条件下的使用情况及失效机理，为我们成功研发具有自主知识产权的新材料提供了大量
的经验。
1、主要研发人员及现有设备仪器情况
耐高温高压抗H2S腐蚀用橡胶密封材料的研究涉及以下几个方面，橡胶原材料结构设计、改性、配方优化；金属/橡胶/及纤维/橡胶复合材料研究；普光实际工况的模拟及腐蚀评价；腐蚀机理研究。本项目组现有高分子材料专业、腐蚀与防护专业等相关专业的研究人员14人，同时还拥有先进的研究设备与测试手段，以下就研究队伍及设备仪器情况做一个简介。
1.1主要研发人员
弓箭制作
参加本项目的共14人，其中高级职称4人、讲师4人及博士硕士6人，集中了高分子材料专业、腐蚀防护专业及安全专业的多学科研究人员。
表1 主要研发人员
| 姓 名 | 年龄 | 所在单位 | 职称 | 研究方向 | 分工 |
1. | 周琼 | 41 | 中国石油大学（北京） | 教 授 | 高分子材料 | 材料设计 |
2. | 高万夫 | 51 | 中国石油大学（北京） | 教 授 | 腐蚀与防护 | 腐蚀机理分析 |
3. | 陈长风 | 33 | 中国石油大学（北京） | 副教授 | 腐蚀与防护 | 实际工况模拟 |
4. | 董玉华 | 34 | 中国石油大学（北京） | 讲 师 | 安全评价 | 腐蚀失效分析 |
5. | 张 瑛 地下轨道站 | 30 | 中国石油大学（北京） | 副教授 | 高分子材料 | 材料结构分析 |
6. | 丛川波 | 29 | 中国石油大学（北京） | 讲 师 | 高分子材料 | 腐蚀实验 |
7. | 吴俊涛 | 30 | 中国石油大学（北京） | 讲 师 | 纱窗角码 高分子材料 | 复合材料 |
8. | 张国安 | 30 | 中国石油大学（北京） | 讲 师 | 腐蚀与防护 | 腐蚀评价 |
9. | 苏小妹 | 25 | 中国石油大学（北京） | 博士生 | 高分子材料 | 毕业论文 |
10. | 姜瑞景 | 25 | 中国石油大学（北京） | 博士生 | 腐蚀与防护 | 毕业论文 |
11. | 曹 慧 | 25 | 中国石油大学（北京） | 硕士生 | 高分子材料 | 蕲蛇酶注射液 毕业论文 |
12. | 彭飞 | 25 | 中国石油大学（北京） | 硕士生 | 高分子材料 | 毕业论文 |
13. | 朱杰 | 23 | 中国石油大学（北京） | 硕士生 | 旋压皮带轮高分子材料 | 毕业论文 |
14. | 刘亚南 | 23 | 中国石油大学（北京） | 硕士生 | 高分子材料 | 毕业论文 |
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1.2、主要仪器设备
中国石油大学（北京）机电学院材料系不仅拥有橡胶合成、加工、改性及制品加工设备，还能模拟高温高压H2S/CO2腐蚀设备以及材料性能检测、腐蚀机理研究等完善的性能测试和表征手段。
1.2.1 样品加工、制备
原材料设计合成
随着高温高压高含硫气田的勘探开发,对常用橡胶密封材料提出了更加苛刻的要求,需要根据腐蚀机理对其化学结构进行设计及改性研究。
配方优化
硫化胶的物性主要决定于橡胶的配方设计。配合体系与橡胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度等都有很大关系。通过配方体系的适当调整，可以改变橡胶的性能。
复合材料的研究
橡胶密封材料在高温高压和酸性介质的共同作用下，其机械性能会出现不同程度的下降，从而不能满足实际工况的需求。为了弥补不足，需要对橡胶件进行补强和保护，补强方式可以利用纤维和非纤维材料。
