[发明专利]有增摩涂层的连续管注入头夹持块制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田连续管作业专用工具，特别涉及一种连续管注入头的夹持块，是一种夹持块表面爆炸喷涂处理的方法。

背景技术

油田在钻井、测井或修井作业中，有人使用连续管进行施工。连续管缠绕在滚筒上，施工时通过井口上部的连续管导向器和注入头将连续管下入井内。连续管注入头的主要功能是卡紧连续管并将连续管注入井内或抽取出连续管。连续管注入头上有夹持块。参阅图1。夹持块1为长方体形，在夹持块1的一个表面是半圆形凹面(半圆弧形凹槽)，半圆弧形凹槽是夹持连续管2表面的夹持面，两个夹持块1相对能夹紧连续管2外壁，防止连续管2和夹持块1之间产生相对滑动。下入井内的连续管2长度越长需要注入头夹持力越大，保证连续管不下滑。

通过不断尝试，对夹持块半圆弧形凹槽表面进行不同的表面处理或改变夹持块表面的结构形式，达到增加夹持块夹持性能。目前制造的夹持块的半圆形凹面表面有采用光面，也有在夹持块半圆弧形凹槽表面进行刻槽处理。未经表面处理的夹持面是光面形式的夹持块与连续管之间的摩擦系数较小，要悬挂井下连续管就必须加较大的横向正压夹持力。连续管受夹持块挤压容易产生变形，并且夹持块与连续管的接触面在导入导出连续管过程中本身也很容易被磨损，而此时钢与钢的摩擦系数仅为0.15，既降低了夹持块的夹持性能又降低了夹持块的使用寿命。国内对刻槽处理的夹持块也曾做过相关的夹持研究试验，发现刻槽处理的夹持块的试验摩擦系数比光面夹持块摩擦系数更低0.1左右。

目前热喷涂技术已经广泛应用，热喷涂包括电弧喷涂、超音速喷涂、等离子喷涂和爆炸喷涂。爆炸喷涂的层结合强度高、致密性好；工件受热小，工件不会发生相变及形变。爆炸喷涂方法是一种比较成熟的表面处理技术，已经应用于形成表面强化涂层，修复多种零件表面。燃气重复爆炸喷涂(简称爆炸喷涂)的喷涂颗粒速度高达800～1200m/s，其结合强度高，涂层致密性好，爆炸喷涂工艺过程中，工件表面温升在180～260℃以下，造成工件回火软化和热变形及残余热应力较小，在工业生产中已有应用。

如中国专利公开号：CN101116900，提供了“一种在连续铸造结晶器表面制备强化涂层的方法”。对结晶器铜板或铜合金板表面爆炸喷涂，将金属陶瓷喷涂粉末直接喷涂在结晶器铜板或铜合金板表面，形成表面强化涂层，金属陶瓷喷涂粉末由合金与碳化物组成，优选为Ni-Cr合金与Cr₃C₂组成。强化涂层与铜或铜合金基体间的结合性能较好，适用于结晶器的工作环境，不需要制备中间过渡涂层，简化结晶器的制造和修复，降低了成本。适用于铜或铜合金表面的强化与修复。又如中国专利公开号：CN1600820A，提供了“一种纳米耐磨涂层用热喷涂粉体的制备及应用”。热喷涂粉是以WC平均晶粒尺寸为40～90nm的WC-Co纳米复合粉末为原料、采用雾化造粒方法制备而成。热喷涂粉呈球形或类球形结构，粉体的颗粒尺寸为10～60um，粉体的流动性好。

发明内容

本发明的目的是：提供一种有增摩涂层的连续管注入头夹持块制备方法，利用热喷涂方法在夹持块的夹持面上喷涂增摩涂层，增大夹持块表面的摩擦系数，使夹持块具有良好的摩阻性能。提高夹持块的夹持性能及使用寿命、降低连续管的损伤和变形。

本发明采用的技术方案是：有增摩涂层的连续管注入头夹持块制备方法，其特征在于：利用热喷涂方法在夹持块的夹持面上喷涂增摩涂层，使用的喷涂料是WC-Co硬质合金粉末。

所述的热喷涂方法是：爆炸喷涂、超音速喷涂或等离子喷涂。

所述的采用WC-Co硬质合金粉末是粗粒度喷涂粉末，WC-Co金属陶瓷喷涂粉末的粒度在200～500目之间。以提高夹持块夹持面增摩涂层的摩擦系数，提高夹持块夹持油管的性能。选择适当粗的粉末粒度有利于提高增摩涂层表面粗糙度，进而提高增摩涂层的摩阻性能。而过于粗的粉末粒度则会导致涂层孔隙率过高，会降低增摩涂层的耐腐蚀性能；过于细的粉末粒度则会导致涂层孔隙率过低，会降低增摩涂层表面的摩擦系数，降低夹持力。

所述WC-Co硬质合金粉末中，按质量百分数计Co含量为12％，提高涂层的粘结润湿性。

为提高增摩涂层的耐磨性能，增摩涂层厚度在0.18～0.25mm之间。能提高增摩涂层的使用寿命防止增摩涂层腐蚀剥落，采用双重涂层结构设计的增摩涂层。

有增摩涂层的连续管注入头夹持块制备过程：

A、喷涂前准备：(1)对夹持块喷涂前外形尺寸检测，特别是检测夹持块夹持面半圆形凹面半径，并记录；(2)夹持块夹持面喷涂前表面进行清洗并除掉表面油污；(3)对夹持块夹持面进行喷砂处理，使夹持块夹持面粗糙化。