[發明專利]一種抽油桿接箍外襯材料及其生產方法

有效

• 申請號: 201410623072.1
• 申請日: 2014-11-09
• 公開（公告）號: CN104448635B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 王立國;石國軍;何生龍;王永軍;李翠;劉建軍;王彥秀
• 申請（專利權）人: 寧夏恒輝油氣技術服務有限公司
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08K9/06;C08K3/34;B29C69/02;B29C67/04;B29C43/02;E21B17/02
• 代理公司: 11465 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 李冉

本發明涉及到一種抽油桿接箍外襯材料及其生產方法。本發明采用聚四氟乙烯為原料，通過填充納米莫來石獲得具有良好耐摩擦磨損、耐溫、耐腐蝕、耐溶脹性能的，能外襯到抽油桿接箍并有效降低抽油井桿管偏磨的聚四氟乙烯復合材料。本發明通過向的聚四氟乙烯微粉中填充適量的經過偶聯處理的納米莫來石得到均勻混合的聚四氟乙烯復合材料，該復合材料由于納米莫來石良好的強度、耐溫、耐腐蝕，以及其優異的填充增強性能、成核效應、物理交聯作用，經模壓成型后的產品能有外襯到抽油桿接箍，并具有良好的耐高溫、耐腐蝕溶脹和耐摩擦磨損性能。

技術領域

本發明涉及到一種抽油桿接箍外襯材料及其生產方法。

背景技術

在陸上油田的有桿抽油系統中，由于井眼曲線復雜性造成了抽油桿和油管的在桿管之間的相對運動時不同軸，從而形成了一對摩擦副，引起了抽油管和抽油桿的之間的偏磨，特別是在井眼曲線的曲率較大的部位。非連續的抽油桿是通過接箍連接的，而抽油桿的接箍的尺寸比抽油桿的尺寸要大約2倍，所以，當抽油桿在油管內做往復運動時，抽油桿接箍一般優先和油管接觸并和油管對磨和偏磨。

通過使用具有良好機械性能的抽油桿合金接箍或其他金屬接箍，可以提高抽油桿及其接箍的在役壽命。由于抽油桿和抽油管為一對摩擦副，強度提高的抽油桿金屬或合金接箍的壽命雖然可以增加，但是卻對油管柱造成了較大的磨損，甚至引起漏失。通過摩擦學理論可以知道，金屬和塑料之間的摩擦磨損要遠低于金屬和金屬之間的摩擦磨損。因此，如果在油管柱內壁或抽油桿及其接箍的外壁襯上一層耐磨的工程塑料，將會大大地減緩桿管偏磨，延長油井的檢修周期。

油管內襯高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等工程塑料已經在一些油田使用。通過在油管柱內壁內襯適當的工程塑料，特別是在井眼曲線曲率較大的部位的油管柱內襯工程塑料，可以有效地減緩桿管偏磨。但是，由于在整個油管內襯工程塑料，施工難度大、成本高。由于抽油桿接箍一般優先和油管接觸并和油管對磨和偏磨，如果在抽油桿接箍上外襯一層耐磨耐高溫材料，將能有效地降低桿管偏磨。

能外襯到抽油桿接箍的非金屬材料包括陶瓷、工程塑料等。陶瓷具有較好的耐溫性能和耐磨性能。但是，陶瓷在施工作業時和生產過程中容易由于碰撞而破碎，韌性極差。如果使用工程塑料將會有效解決此類問題。能用在抽油桿接箍的塑料包括高密度聚乙烯、尼龍、超高分子量聚乙烯等。高密度聚乙烯的耐磨耐溫性能較差。超高分子量聚乙烯在溫度不高時具有較好的耐磨性能，但是，當使用溫度超高其玻璃化溫度（80-90攝氏度）時，材料變軟，耐摩擦磨損性能急劇下降，不能使用。尼龍具有良好的耐溫性能，但是聚酰胺類聚合物吸水率高、耐磨性相對較差。

聚四氟乙烯具有良好的耐溫性能、較低的摩擦系數和良好的自潤滑性能。然而，純的聚四氟乙烯的在摩擦磨損過程中磨耗高，不能直接用作抽油桿接箍的外襯材料。莫來石又稱莫乃石，是鋁硅酸鹽在高溫下生成的礦物，也是Al₂O₃-SiO₂系中唯一穩定的二元化合物。莫來石是一種優質的耐火材料，它具有膨脹均勻、熱震穩定性極好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性好等特點。

本發明采用聚四氟乙烯為原料，通過填充納米莫來石獲得具有良好耐摩擦磨損、耐溫、耐腐蝕、耐溶脹性能的，能外襯到抽油桿接箍并有效降低抽油井桿管偏磨的聚四氟乙烯復合材料。本發明通過向的聚四氟乙烯微粉中填充適量的經過偶聯處理的納米莫來石得到均勻混合的聚四氟乙烯復合材料，該復合材料由于納米莫來石良好的強度、耐溫、耐腐蝕，以及其優異的填充增強性能、成核效應、物理交聯作用，經模壓成型后的產品能有外襯到抽油桿接箍，并具有良好的耐高溫、耐腐蝕溶脹和耐摩擦磨損性能。

發明內容

一種抽油桿接箍外襯材料，該材料由聚四氟乙烯微粉和作為填充劑的偶聯納米莫來石經攪拌混合均勻后模壓、燒結成型。其中聚四氟乙烯的微粉的粒徑為20-30微米，納米莫來石的粒徑為40-60納米，比質量百分含量為10-30%。

上述及四氟乙烯復合材料的上產方法如下：