[發(fā)明專利]一種防腐耐磨防結(jié)垢抽油泵柱塞的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110366097.4
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102500537A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 關(guān)紹巍;祝世洋;代中明;岳喜貴;姜振華;王貴賓
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: B05D5/08
• 分類號: B05D5/08;B05D1/06;B05D1/38;B05D3/00;B05D3/12;B05D7/24;F04B53/14
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種防腐耐磨防結(jié)垢抽油泵柱塞的制備方法，屬于石油設(shè)備加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

抽油泵是我國油田生產(chǎn)中使用主要設(shè)備，其主要有泵筒、柱塞、泵閥(吸入閥、排出閥)等組成。其簡要的工作原理是：動力從抽油井傳遞到井下柱塞，使其做往復(fù)運動，將石油從井下沿油管被提升到地面。柱塞一下一上，是抽油泵完成了一個循環(huán)。應(yīng)用過程中這個循環(huán)導(dǎo)致柱塞容易被磨損和腐蝕。此外，國內(nèi)油田進入高含水開發(fā)后期，由于高含砂、高含水、高礦物度、注聚合物開采及強腐蝕的介質(zhì)環(huán)境等因素影響，加重了柱塞的腐蝕，更易在柱塞上結(jié)垢，從而造成柱塞泵使用壽命短，檢泵周期短、工作量大，采油成本增加。以往的抽油泵柱塞表面強化工藝主要有金屬鍍層、陶瓷涂層、其他一些涂層，雖然在一定程度上減緩了磨損，提高了耐腐蝕性，但是都存在著不足之處，例如：金屬鍍層容易分層導(dǎo)致脫落；陶瓷抗沖擊性能差，容易發(fā)生碎裂現(xiàn)象；一些聚合物涂層力學和熱性能差等。

和本發(fā)明最相近的現(xiàn)有技術(shù)是200910196721.3。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決得技術(shù)問題是，利用聚芳醚酮混合涂料作為抽油泵柱塞表面涂層，研制出具有耐摩擦磨損、防腐蝕、防結(jié)垢的抽油泵柱塞。

本發(fā)明是在現(xiàn)有的抽油泵柱塞主體表面噴涂復(fù)合聚芳醚酮粉末涂料，制成耐摩擦磨損、防腐蝕、防結(jié)垢的抽油泵柱塞。

本發(fā)明提供的一種防腐耐磨防結(jié)垢抽油泵柱塞的制備方法，有以下步驟：

1)配置復(fù)合聚芳醚酮粉末涂料，有以質(zhì)量百分含量計的以下組分：聚芳醚酮70～99％，氟樹脂1～30％，無機顆粒0～6％；

2)對柱塞表面進行噴砂處理：用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，并清洗干燥；

3)運用靜電噴涂技術(shù)對柱塞表面噴涂一層純聚芳醚酮粉末涂料，靜電噴涂條件如下：靜電高壓40～90kV，靜電電流10-20μA，供粉氣壓0.25～0.55MPa，二次進風氣壓0.25～0.45MPa，流化氣壓0.04～0.10MPa，工件距噴槍口150～300mm；

4)將表面噴涂純聚芳醚酮粉末涂料的柱塞置于烘箱中，溫度控制在370～400℃，使純聚芳醚酮粉末涂料熔融；

5)然后將柱塞從烘箱中取出，按步驟3的靜電噴涂條件再趁熱靜電噴涂一層復(fù)合聚芳醚酮粉末涂料；

6)重復(fù)步驟4，使復(fù)合聚芳醚酮粉末涂料熔融；

7)降溫至220～300℃，再保溫30～90分鐘，最后冷卻至室溫。

在上述的防腐耐磨防結(jié)垢抽油泵柱塞的制備方法中，所述的聚芳醚酮，可以是聚醚酮、聚醚醚酮或聚醚醚酮酮，粒徑在30～150μm之間；所述的氟樹脂，可以是聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯，粒徑在3～20μm之間；所述的無機顆粒，可以是MoS₂、Al₂O₃、SiC或CuS，粒度為微米級和/或納米級。

在上述的防腐耐磨防結(jié)垢抽油泵柱塞的制備方法中，2)步驟噴砂處理中，金剛砂目數(shù)可以為30～80目；3)步驟中，噴涂的純聚芳醚酮粉末涂料厚度可以在60～100微米；4)步驟中，純聚芳醚酮粉末涂料熔融時間可以在10～30分鐘；5)步驟中，噴涂的復(fù)合聚芳醚酮粉末涂料厚度可以在40～100微米。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、工藝流程可以合理控制，操作簡單。

2、噴涂后的涂層附著力好，根據(jù)GB1720-79對涂覆有復(fù)合聚芳醚酮涂層的鐵板進行附著力測試，涂層附著力為1～2級。

3、涂層防腐蝕性能優(yōu)異，將涂覆有復(fù)合聚芳醚酮涂層的鐵板分別放在不同的介質(zhì)中進行腐蝕測試：(1)飽和NaCl溶液；(2)10％質(zhì)量分數(shù)的硫酸溶液；(3)10％質(zhì)量分數(shù)的氫氧化鈉溶液，試樣分別在這些介質(zhì)中浸泡72h后，目測樣品無起皮，脫落現(xiàn)象。

4、涂層耐磨不粘性能優(yōu)異，主要因為聚芳醚酮本身的耐磨性能很好，氟樹脂的加入使得摩擦系數(shù)下降，表面能降低，與水接觸角為110～120°之間，不粘性能變好。

5、本發(fā)明提供的柱塞能增加柱塞檢修周期到4～6個月左右，是現(xiàn)有普通柱塞的3～4倍，提高使用壽命，降低了檢泵的工作量，從而達到降低采油成本，節(jié)約采油時間的最終目的。

具體實施方式

實施例1

一種抽油泵柱塞的制備方法，包括以下步驟：

1、一種復(fù)合聚芳醚酮涂料的配置，該涂料包括以下以質(zhì)量百分含量計的組分：聚醚酮70％，聚四氟乙烯30％；

2、對柱塞表面進行噴砂處理：用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數(shù)為30目，并清洗干燥；