[發明專利]耐磨、耐腐蝕的油田用鋁合金柱塞的制備方法及柱塞

有效

• 申請號: 201710053151.7
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106894069B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 穆耀釗
• 申請（專利權）人: 西安天奧新材料科技有限公司
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06;C25D11/18
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 張學群

耐磨、防腐蝕的油田用鋁合金柱塞制備方法：柱塞吊裝浸沒到不銹鋼槽內的去離子水溶液中：Na₂SiO₃·5H₂O8?15g/L，Na₂B₄O₇0.5?15g/L，KF 0.5?15g/L，CON₂H₄0.5?5g/L，C₆H₁₅NO₃0.5?20g/l，KOH0.5?3g/L；柱塞電連接電源正極，負極電連接不銹鋼槽；電源采用恒壓控制，正向電流密度2?10A/dm²，正向電壓升至400?420V時，加載負向電壓，負向電流密度1?6A/dm²，正向電壓升至520?580V時斷開電源，取出柱塞清洗。柱塞表面形成的陶瓷層膜厚40?50um表面顯微硬度Hv1500以上。該柱塞輕質、耐磨、防腐蝕，使用壽命長。

技術領域

本發明屬于油田柱塞泵關鍵零部件制造技術領域，更具體的涉及一種輕質耐磨耐腐蝕鋁合金柱塞的制備方法及所制得的柱塞部件。

背景技術

隨著中小油田、低滲透油田的加速開發及普通油田長期開采，油層本身能量不斷地被消耗，致使油層壓力下降，地下原油大量脫氣，粘度增加，油井產量大大減少。為了彌補原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實現油田高產穩產，并獲得較高的采收率，必須對油田進行注水。

柱塞式注水泵以其泵效高、壓力高等優點，在油田采油現場得到了廣泛的運用。但是由于柱塞泵存在結構較復雜，對污染較敏感，柱塞容易發生腐蝕失效，所以對使用和維護要求較高，在使用的過程中經常出現柱塞腐蝕泵效降低的問題。當前普通柱塞泵柱塞材質一般是45鋼或40Cr，表面處理工藝為：1、鍍鉻；2、噴焊Ni60；3、激光熔覆。柱塞所處工作環境為高壓含砂及腐蝕介質(CO₂，SO₂以及H₂S等)，表面鍍層可能由于基體表面處理不干凈或者在承受高強度沖擊下，表層易發生剝離，進而加速柱塞失效。噴焊工藝由于高溫易引起基體軟化、變形等，所以柱塞使用壽命一般僅僅約為800-1200小時。激光熔覆效果較好，但是也存在工藝實施難度大，成本高等缺點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供輕質、耐磨、耐腐蝕性好、使用壽命長，且制造成本低的油田用高壓往復式鋁合金柱塞的制備方法，還提供用這種方法制造的高壓往復式鋁合金柱塞。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種耐磨、耐腐蝕的油田用鋁合金柱塞的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

加工柱塞：采用高強度鋁合金作為基材，進行毛坯鍛造后按照圖紙機械加工形成用于油田高壓往復式柱塞泵的鋁合金柱塞；

吊裝所述柱塞，并用導線電性連接于非對稱雙極性脈沖電源的正極；

配置溶液：選擇Na₂SiO₃·5H₂O、Na₂B₄O₇、KF、CON₂H₄、C₆H₁₅NO₃、KOH作為溶質，去離子水作為溶劑，各溶質的配置濃度為Na₂SiO₃·5H₂O 8-15g/L、Na₂B₄O₇ 0.5-15g/L、KF 0.5-15g/L、CON₂H₄ 0.5-5g/L、C₆H₁₅NO₃ 0.5-20g/l、KOH 0.5-3g/L，配置的溶液置于導電金屬槽內，且溶液的配置量需能夠浸沒所述柱塞；