ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОЕ МАСЛО
ELECTRICALLY INSULATING OIL

Изобретение относится к электроизоляционным маслам, применяемым для изоляции электрических двигателей погружных насосов, используемых при нефтедобыче.
Известно, что для этих целей применяются как обычные трансформаторные масла, типа ГК, Т-1500, так и специальные масла - МАПЭД (ТУ 38.101579-75), МДПЭ (ТУ 38.401778-89), которые по своей основе представляют те или иные фракции трансформаторных масел. Недостатками указанных масел являются либо низкая стабильность к окислению, либо невысокая температура вспышки, либо высокое значение тангенса угла диэлектрических потерь.
Известен способ получения электроизоляционного масла для сверхвысоковольтных кабелей и аппаратуры путем загущения маловязкого масла высокомолекулярной вязкостной присадкой, в частности полиизобутиленом с ММ более 20 000, и добавлением антиокислительной присадки - ионола [А.с. СССР №239488, МПК С 10М, БИ №11, 1969 г.].
Однако, такое масло не применимо для заполнения электродвигателей погружных насосов из-за повышенной вязкости и недостаточно высоких электроизоляционных свойств. Кроме того, введение загущающей присадки представляет серьезные затруднения, так как необходимо проводить длительное перемешивание масла с полиизобутиленом или растворять полиизобутилен в подходящем растворителе и основу смешивать с концентратом полимера. Эти приемы усложняют технологию и не позволяют достичь требуемых электрических показателей.
Известно электроизоляционное масло, используемое в электродвигателях погружных насосов (пат. РФ №2169173, МПК С10М, БИ №17, 2001 г.). Масло содержит: полиизобутилен ММ 1000÷5000 - 0,1-20,0% мас., антиокислительную присадку фенольного или аминного типа - 0,1-0,5% мас. и нефтяное масло до 100% мас. Нефтяное масло получено из продуктов гидрокаталитической переработки парафинсодержащего сырья. Однако указанное масло обладает недостаточной стойкостью к воздействию высоких температур и может использоваться, когда рабочие температуры в насосах не превышают 160°C. Поскольку масло является не только изолирующей, но и смазочной средой, к трибологическим характеристикам предъявляются повышенные требования.
Наиболее близким (прототип) к заявляемому составу является электроизоляционное масло для изоляции электродвигателей погружных насосов, применяемых в нефтедобыче (пат. РФ №2284346, МПК С10М, БИ №27, 2006 г.).
Масло содержит, % мас.:
гидрированные полиальфаолефины
ММ 400÷1000
0,1-99,7
антиокислительные присадки фенольного
и/или аминного типа
0,1-1,0
алкилфосфаты и/или триалкилфенилфосфиты
0,1-2,0
нефтяное масло
до 100
Несмотря на свои достоинства, указанное масло обладает недостатками. Состав композиции масла не позволяет получить высокую стабильность в условиях электрических разрядов и его рабочая температура не превышает 200°C.
Задача изобретения - получение электроизоляционного масла для электродвигателей погружных насосов с повышенной стабильностью к воздействию электрических разрядов и термостойкостью, повышенной рабочей температурой масла до 250°C.
Задача достигается тем, что в электроизоляционное масло, содержащее гидрированные полиальфаолефины ММ 400÷1000, антиокислительную присадку фенольного или/и аминного типа, алкилфосфаты и/или триалкилфенилфосфиты, дополнительно вводят антиокислительные присадки на основе сложных эфиров, сложные эфиры двухосновных органических кислот в следующем соотношении, % мас.:
гидрированные полиальфаолефины
ММ 400÷1000
до 100,0
антиокислительная присадка фенольного
и/или аминного типа
0,1-1,0
алкилфосфаты и/или триалкилфенилфосфиты
0,1-2,0
антиокислительные присадки на основе
сложных эфиров
0,1-1,0
сложные эфиры двухосновных органических кислот
5,0-20,0
В композиции использованы следующие компоненты:
- гидрированные полиальфаолефины ММ 400-1000 по ТУ 38.40111093-2003
- 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (агидол-1) по ТУ 38.5901237-90 и/или дифениламин по ТУ 6-09-5467-90
- трибутилфосфат по ТУ 6-02-733-84 и/или
трикрезилфосфат по ГОСТ 5788-76 и/или
триксиленилфосфат по ТУ 6-05-161-78 и/или
триалкилфенилфосфит по ТУ 6-02-680-77
- стеарил 3 [3'5'-ди-третбутил-4-гидроксифенил]-пропионат
7
9
- С-С - алкильные эфиры 3,3-бис [1,1-диметилэтил] 4-гидрокси бензопропановой кислоты
- диоктилсебацинат (ДОС) по ГОСТ 8728-66
- ди-[2-этилгексил]-фталат (диоктилфталат - ДОФ) по ГОСТ 8728-66.
В таблице приведены физико-химические и электрические показатели предлагаемого электроизоляционного масла (примеры 2-4, 6-8) и его прототипа (пример 11) (пат. РФ №2284346, МПК С 10М, БИ №27, 2006 г.).
Полученное электроизоляционное масло имеет улучшенную термостойкость (температуру начала разложения масла - выше 250°C), обеспечивает работу электродвигателей при температуре до 250°C, имеет повышенную, по сравнению с прототипом газостойкость.
Использование гидрированных олигомеров олефинов в сочетании с антиокислительными присадками, фосфорсодержащими продуктами и сложными эфирами двухосновных кислот значительно повышает газостойкость масла, температуру начала разложения, а следовательно, рабочую температуру, стабильность в условиях воздействия на масло электрического поля, кроме этого, сочетание основы и добавок улучшает вязкостно-температурные свойства масла и его трибологические характеристики.
Таблица
Примеры
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 (прото-тип)
Содержание компонентов
Гидрированные полиальфаолефины ММ 400-1000:
до 100
до 100
до 100
до 100
до 100
до 100
до 100
до 100
до 100
до 100
92,0
Агидол-1
0,05
0,1
0,5
1,0
1,2
-
0,5
-
0,5
0,5
0,5
Дифениламин
-
-
-
-
0,5
-
0,5
-
-
-
Трибутилфосфат
0,05
0,1
1,2
2,0
2,2
-
-
-
1,2
1,2
-
Трикрезилфосфат
-
-
-
-
-
1,2
-
-
-
-
-
Триксиленилфосфат
-
-
-
-
-
-
1,2
-
-
-
1,0
Триалкилфенилфосфит
-
-
-
-
-
-
-
1,2
-
-
-
Стеарил 3[3'5'-ди-третбутил-4-гидроксифенил] -пропионат
0,05
0,1
0,5
1,0
1,2
-
-
0,5
0,5
-
-
С<sub>7</sub>-С<sub>9</sub> алкильные эфиры 3,3-бис [1,1-диметилэтил] 4-гидрокси бензопропановой кислоты
-
-
-
-
-
0,5
0,5
-
-
-
-
Ди-[2-этилгексил]-фталат (ДОФ)
4,0
5,0
13,0
20,0
22,0
-
-
13,0
-
13,0
-
Диоктилсебацинат (ДОС)
-
-
-
-
-
13,0
13,0
-
-
-
-
Нефтяное масло
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
до 100
Показатели
Вязкость кинематическая, при 50°C, мм<sup>2</sup>/с
54,0
65,0
57,0
52,0
51,0
56,0
57,0
58,0
56,0
45,0
24,3
Диаметр пятна износа, мм
0,28
0,27
0,26
0,28
0,29
0,27
0,27
0,26
0,32
0,34
0,29
Газостойкость в атмосфере водорода, 10 Кв, 40°C, мл за 100 час
-22
-38
-40
-42
-25
-38
-40
-39
-20
-17
-10
Стабильность к окислению -температура начала разложения,°C - потеря 50% массы, °C
201 322
250 354
254 362
252 356
248 335
251 360
252 361
254 357
168 321
190 319
170 320
Стойкость к окислению при 250°C, определяемая количеством поглощенного кислорода, %
6,2
4,0
4,2
4,1
6,4
4,1
4,2
4,0
8,0
12,0
32,6