许多连接器应用受到非常高的压力和高温影响，同时要求它们长时间保持良好性能。当涉及到设备和人员的停机时间太长时，故障代价会很高，从而要求可靠性较高。设计师、工程师和供应商总是在寻找在这些极端条件下表现良好的连接器材料。

承受高温需要什么呢?

随着时间的推移，高温会导致塑料应变的增加。这在油气井高压、高温(HPHT)环境中是特别重要的问题。随着井更深，温度和压力不断增加。在这种情况下，高温对材料力学性能的长期影响是一个至关重要的考虑因素。

用于井下作业的电子设备不仅帮助钻孔，它还可以收集和传输大量的数据。这需要连接器来承受这种极端恶劣的环境。在为这些复杂系统选择材料时，两个重要因素需要考虑：蠕变和应力松弛。

Greene Tweed(格林特威德)热塑性技术经理Kerry Drake(克里·德雷克)说：“当塑料在高温下时，特别是在玻纤转变温度以上时，它们往往会随着时间的推移失去一些强度。这意味着在相同的载荷下，零件可能会随着时间的推移而变形更多，比短期应力应变曲线预测的要多，这叫做蠕变。应力松弛是指材料在载荷不断作用下松弛，从而随着时间的推移而变形，其程度比短期测试所预测的要大。随着时间推移，这可能会导致密封力的损失，为了获得最佳性能，需要选择更耐蠕变或具有较低应力松弛的材料。”

适合人工提升操作的合适材料

在油井运行中提升工作会增加油井储层内的压力，将油推到地表，从而提高产量，延长油井的使用寿命。电动潜水泵(ESPs)是一种可靠方法。泵及其所有部件必须能够承受高温、压力、流体腐蚀、冲击和振动。

电隔热器保护在HPHT井中传输数据的电连接器和馈线。保持信号和电源与地面设备的连续连接，保证良好运行，防止停机。

PEEK(聚醚醚酮)通常用作绝缘材料和电气连接体，以及用于苛刻环境中的传感器外壳，如飞机发动机和各种密封系统组件。这种高性能的热塑性工程最大限度地减少了热膨胀，提供良好化学抗性，并促进了有效的密封。同样，PEK(聚醚酮)在较宽的温度范围内具有较高的热维稳定性、低可燃性、优异的耐化学性和力学性能。PEK的机械性能和物理性能在高出PEEK额定温度30°C 的条件下保持不变。

然而，某些应用可能温度异常高，远远高于PEEK和PEK的玻璃化转变温度。

“我们的客户需要电绝缘体来定制复杂部件，需要用于井下钻井工具额定260°C 到300 °C ，同时能够承受存在酸性气体和材料降解液体的材料。绝缘部件可以保护井内的电气接头免受恶劣环境影响。如果这些部件出现故障，就需要拉起该工具并增加运行时间，这可能会使总运营成本增加数百万美元。” Greene Tweed(格林·特威德)的战略市场分析师Lauren Rainey(劳伦·雷尼)说。

Greene Tweed的Arlon 3000XT产品可以注塑成型。

“标准的PEEK和PEK在温度超过150-200℃(玻璃化转变温度范围)时有所软化，在温度接近300℃(接近聚合物熔点)时明显软化。即使一种材料是热稳定的，如果它变得太软，它就不能很好地工作，特别是在高压下。”Drake(德雷克)说。

Greene Tweed的解决方案是Arlon 3000XT，这是一种交联碳纤维PEEK，可以承受260°C 到300°C 的温度，承受超过35000PSI的高压环境，以及硫化氢、甲醇、钻井液和井产品等恶劣环境。Arlon 3000XT是一种高度绝缘的材料，可用于结构组件、舱壁馈线以及绝缘体。优异的电学性能，特别是在较高温度下，使它比标准的PEEK具有优势。机械性能改进有助于使其成为一个更好的密封件。

交联在较高的温度下增加了刚度。Drake(德雷克)说：“聚合物链用化学键把它们连接在一起，而不是链纠缠。与未交联的材料相比，这提高了这些材料的化学抗性和机械性能。事实上，Arlon 3000XT甚至已经通过了最严格的井下化学测试，包括ISO-23936/NorsokM-710(带气体的酸老化，高硫化氢)。”

测试表明，随着温度和压力的增加，PEK(在左侧)表现出过度的蠕变/变形，以致于O形环无法被去除。相比之下，Arlon 3000XT保持了尺寸稳定性，并在压力测试后保持了电气性能。

随着工业发展继续突破极限，寻找适合极端条件下的最佳连接器材料成为首要任务。许多应用面临着越来越高的压力和温度、增加的化学暴露和其它恶劣环境条件的挑战，这将导致新材料的创新和开发。