專利名稱：一種防腐耐磨防結(jié)垢抽油泵柱塞的制備方法
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(dòng)力從抽油井傳遞到井下柱塞，使其做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，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(gè)循環(huán)。應(yīng)用過程中這個(gè)循環(huán)導(dǎo)致柱塞容易被磨損和腐蝕。此外，國內(nèi)油田進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)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(xué)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(jì)的以下組分聚芳醚酮70 99%，氟樹脂1 30%，無機(jī)顆粒0 6% ；2)對柱塞表面進(jìn)行噴砂處理用噴砂機(jī)向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，并清洗干燥；3)運(yùn)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10-20 μ A，供粉氣壓0. 25 0. 55MPa，二次進(jìn)風(fēng)氣壓 0. 25 0. 45MPa，流化氣壓0. 04 0. lOMPa，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°C， 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°C，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30 150 μ m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 20 μ m之間；所述的無機(jī)顆粒，可以是Mo&、Al203、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，幻步驟噴砂處理中，金剛砂目數(shù)可以為30 80目；幻步驟中，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(shí)間可以在10 30分鐘力)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)行腐蝕測試⑴飽和NaCl溶液；⑵10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸溶液；(3) 10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液，試樣分別在這些介質(zhì)中浸泡7 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?yàn)榫鄯济淹旧淼哪湍バ阅芎芎茫鷺渲募尤胧沟媚Σ料禂?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(gè)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(dá)到降低采油成本，節(jié)約采油時(shí)間的最終目的。
具體實(shí)施例方式實(shí)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(jì)的組分聚醚酮70%，聚四氟乙烯30% ；2、對柱塞表面進(jìn)行噴砂處理用噴砂機(jī)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；3、運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在380°C，時(shí)間控制在30分鐘，使涂料熔融；5、然后將工件從烘箱中取出，再運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)趁熱噴涂一層步驟1中所述的復(fù)合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重復(fù)步驟4;7、降溫至280°C，再保溫60分鐘，最后冷卻至室溫。實(shí)施例2一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(jì)的組分聚醚醚酮99%，聚全氟乙丙烯；
2、對柱塞表面進(jìn)行噴砂處理用噴砂機(jī)向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數(shù)為46目，并清洗干燥；3、運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在400°C，時(shí)間控制在10分鐘，使涂料熔融；5、然后將工件從烘箱中取出，再運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)趁熱噴涂一層步驟1中所述的復(fù)合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重復(fù)步驟4;7、降溫至300°C，再保溫30分鐘，最后冷卻至室溫。實(shí)施例3一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(jì)的組分聚醚醚酮酮74%，聚四氟乙烯20%，A12036%，；2、對柱塞表面進(jìn)行噴砂處理用噴砂機(jī)向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數(shù)為80目，并清洗干燥；3、運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮酮涂料，厚度在60 100微米；4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在385°C，時(shí)間控制在15分鐘，使涂料熔融；5、然后將工件從烘箱中取出，再運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)趁熱噴涂一層步驟1中所述的復(fù)合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重復(fù)步驟4;7、降溫至260°C，再保溫90分鐘，最后隨爐冷卻至室溫。實(shí)施例4一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(jì)的組分聚醚醚酮酮93 %，聚全氟乙丙烯1 %，MoS26 % ；2、對柱塞表面進(jìn)行噴砂處理用噴砂機(jī)向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數(shù)為46目，并清洗干燥；3、運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮酮涂料，厚度在60 100微米；4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在390°C，時(shí)間控制在10分鐘，使涂料熔融；5、然后將工件從烘箱中取出，再運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)趁熱噴涂一層步驟1中所述的復(fù)合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重復(fù)步驟4;7、降溫至240°C，再保溫90分鐘，最后冷卻至室溫。實(shí)施例5
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(jì)的組分聚醚醚酮89%，聚全氟乙丙烯10%，SiC 1% ；
2、對柱塞表面進(jìn)行噴砂處理用噴砂機(jī)向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數(shù)為46目，并清洗干燥；
3、運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；
4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在395°C，時(shí)間控制在10分鐘，使涂料熔融；
5、然后將工件從烘箱中取出，再運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)趁熱噴涂一層步驟1中所述的復(fù)合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；
6、重復(fù)步驟4;
7、降溫至240°C，再保溫90分鐘，最后冷卻至室溫。
實(shí)施例6
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(jì)的組分聚醚醚酮87%，聚全氟乙丙烯10%，CuS 3% ；
2、對柱塞表面進(jìn)行噴砂處理用噴砂機(jī)向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數(shù)為46目，并清洗干燥；
3、運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；
4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在395°C，時(shí)間控制在15分鐘，使涂料熔融；
5、然后將工件從烘箱中取出，再運(yùn)用靜電噴涂技術(shù)趁熱噴涂一層步驟1中所述的復(fù)合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；
6、重復(fù)步驟4;
7、降溫至220°C，再保溫50分鐘，最后冷卻至室溫。權(quán)利要求
1.一種防腐耐磨防結(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，有以下以質(zhì)量百分含量計(jì)的組分聚芳醚酮70 99%，氟樹脂1 30%，無機(jī)顆粒0 6% ；2)對柱塞表面進(jìn)行噴砂處理用噴砂機(jī)向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，并清洗干燥；3)運(yùn)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10-20 μ Α,供粉氣壓0. 25 0. 55MPa，二次進(jìn)風(fēng)氣壓0. 25 0. 45MPa，流化氣壓0. 04 0. lOMPa，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°C，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°C，再保溫30 90分鐘，最后冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防腐耐磨防結(jié)垢抽油泵柱塞的制備方法，其特征是，所述的聚芳醚酮，是聚醚酮、聚醚醚酮或聚醚醚酮酮，粒徑在30 150 μ m之間；所述的氟樹脂，是聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯，粒徑在3 20 μ m之間；所述的無機(jī)顆粒，是MoS2、A1203、SiC 或CuS，粒度為微米級和/或納米級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防腐耐磨防結(jié)垢抽油泵柱塞的制備方法，其特征是，2) 步驟噴砂處理中，金剛砂目數(shù)為30 80目；幻步驟中，噴涂的純聚芳醚酮粉末涂料厚度在 60 100微米；4)步驟中，純聚芳醚酮粉末涂料熔融時(shí)間在10 30分鐘力)步驟中，噴涂的復(fù)合聚芳醚酮粉末涂料厚度在40 100微米。
全文摘要
本發(fā)明的一種防腐耐磨防結(jié)垢抽油泵柱塞的制備方法屬于石油設(shè)備加工的技術(shù)領(lǐng)域。復(fù)合聚芳醚酮粉末涂料的組分為聚芳醚酮70～99％，氟樹脂1～30％，無機(jī)顆粒0～6％；制備方法有對柱塞表面進(jìn)行噴砂處理、運(yùn)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、置于烘箱中純聚芳醚酮粉末涂料熔融、再趁熱靜電噴涂一層復(fù)合聚芳醚酮粉末涂料并置于烘箱中熔融、在220～300℃保溫30～90分鐘再冷卻至室溫。本發(fā)明工藝流程可以合理控制，操作簡單；涂層附著力好、防腐蝕性能優(yōu)異、耐磨不粘性能優(yōu)異；柱塞使用壽命提高、檢泵的工作量降低，從而達(dá)到降低采油成本節(jié)約采油時(shí)間的最終目的。
文檔編號B05D3/00GK102500537SQ20111036609
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者代中明, 關(guān)紹巍, 姜振華, 岳喜貴, 王貴賓, 祝世洋 申請人:吉林大學(xué)