[发明专利]一种防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法，属于石油设备加工领域。

背景技术

抽油泵是我国油田生产中使用主要设备，其主要有泵筒、柱塞、泵阀(吸入阀、排出阀)等组成。其简要的工作原理是：动力从抽油井传递到井下柱塞，使其做往复运动，将石油从井下沿油管被提升到地面。柱塞一下一上，是抽油泵完成了一个循环。应用过程中这个循环导致柱塞容易被磨损和腐蚀。此外，国内油田进入高含水开发后期，由于高含砂、高含水、高矿物度、注聚合物开采及强腐蚀的介质环境等因素影响，加重了柱塞的腐蚀，更易在柱塞上结垢，从而造成柱塞泵使用寿命短，检泵周期短、工作量大，采油成本增加。以往的抽油泵柱塞表面强化工艺主要有金属镀层、陶瓷涂层、其他一些涂层，虽然在一定程度上减缓了磨损，提高了耐腐蚀性，但是都存在着不足之处，例如：金属镀层容易分层导致脱落；陶瓷抗冲击性能差，容易发生碎裂现象；一些聚合物涂层力学和热性能差等。

和本发明最相近的现有技术是200910196721.3。

发明内容

本发明要解决得技术问题是，利用聚芳醚酮混合涂料作为抽油泵柱塞表面涂层，研制出具有耐摩擦磨损、防腐蚀、防结垢的抽油泵柱塞。

本发明是在现有的抽油泵柱塞主体表面喷涂复合聚芳醚酮粉末涂料，制成耐摩擦磨损、防腐蚀、防结垢的抽油泵柱塞。

本发明提供的一种防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法，有以下步骤：

1)配置复合聚芳醚酮粉末涂料，有以质量百分含量计的以下组分：聚芳醚酮70～99％，氟树脂1～30％，无机颗粒0～6％；

2)对柱塞表面进行喷砂处理：用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，并清洗干燥；

3)运用静电喷涂技术对柱塞表面喷涂一层纯聚芳醚酮粉末涂料，静电喷涂条件如下：静电高压40～90kV，静电电流10-20μA，供粉气压0.25～0.55MPa，二次进风气压0.25～0.45MPa，流化气压0.04～0.10MPa，工件距喷枪口150～300mm；

4)将表面喷涂纯聚芳醚酮粉末涂料的柱塞置于烘箱中，温度控制在370～400℃，使纯聚芳醚酮粉末涂料熔融；

5)然后将柱塞从烘箱中取出，按步骤3的静电喷涂条件再趁热静电喷涂一层复合聚芳醚酮粉末涂料；

6)重复步骤4，使复合聚芳醚酮粉末涂料熔融；

7)降温至220～300℃，再保温30～90分钟，最后冷却至室温。

在上述的防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法中，所述的聚芳醚酮，可以是聚醚酮、聚醚醚酮或聚醚醚酮酮，粒径在30～150μm之间；所述的氟树脂，可以是聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯，粒径在3～20μm之间；所述的无机颗粒，可以是MoS₂、Al₂O₃、SiC或CuS，粒度为微米级和/或纳米级。

在上述的防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法中，2)步骤喷砂处理中，金刚砂目数可以为30～80目；3)步骤中，喷涂的纯聚芳醚酮粉末涂料厚度可以在60～100微米；4)步骤中，纯聚芳醚酮粉末涂料熔融时间可以在10～30分钟；5)步骤中，喷涂的复合聚芳醚酮粉末涂料厚度可以在40～100微米。

本发明具有以下优点：

1、工艺流程可以合理控制，操作简单。

2、喷涂后的涂层附着力好，根据GB1720-79对涂覆有复合聚芳醚酮涂层的铁板进行附着力测试，涂层附着力为1～2级。

3、涂层防腐蚀性能优异，将涂覆有复合聚芳醚酮涂层的铁板分别放在不同的介质中进行腐蚀测试：(1)饱和NaCl溶液；(2)10％质量分数的硫酸溶液；(3)10％质量分数的氢氧化钠溶液，试样分别在这些介质中浸泡72h后，目测样品无起皮，脱落现象。

4、涂层耐磨不粘性能优异，主要因为聚芳醚酮本身的耐磨性能很好，氟树脂的加入使得摩擦系数下降，表面能降低，与水接触角为110～120°之间，不粘性能变好。

5、本发明提供的柱塞能增加柱塞检修周期到4～6个月左右，是现有普通柱塞的3～4倍，提高使用寿命，降低了检泵的工作量，从而达到降低采油成本，节约采油时间的最终目的。

具体实施方式

实施例1

一种抽油泵柱塞的制备方法，包括以下步骤：

1、一种复合聚芳醚酮涂料的配置，该涂料包括以下以质量百分含量计的组分：聚醚酮70％，聚四氟乙烯30％；

2、对柱塞表面进行喷砂处理：用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，金刚砂目数为30目，并清洗干燥；