[发明专利]耐磨、耐腐蚀的油田用铝合金柱塞的制备方法及柱塞

说明书

耐磨、防腐蚀的油田用铝合金柱塞制备方法：柱塞吊装浸没到不锈钢槽内的去离子水溶液中：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；柱塞电连接电源正极，负极电连接不锈钢槽；电源采用恒压控制，正向电流密度2‑10A/dm²，正向电压升至400‑420V时，加载负向电压，负向电流密度1‑6A/dm²，正向电压升至520‑580V时断开电源，取出柱塞清洗。柱塞表面形成的陶瓷层膜厚40‑50um表面显微硬度Hv1500以上。该柱塞轻质、耐磨、防腐蚀，使用寿命长。

技术领域

本发明属于油田柱塞泵关键零部件制造技术领域，更具体的涉及一种轻质耐磨耐腐蚀铝合金柱塞的制备方法及所制得的柱塞部件。

背景技术

随着中小油田、低渗透油田的加速开发及普通油田长期开采，油层本身能量不断地被消耗，致使油层压力下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。

柱塞式注水泵以其泵效高、压力高等优点，在油田采油现场得到了广泛的运用。但是由于柱塞泵存在结构较复杂，对污染较敏感，柱塞容易发生腐蚀失效，所以对使用和维护要求较高，在使用的过程中经常出现柱塞腐蚀泵效降低的问题。当前普通柱塞泵柱塞材质一般是45钢或40Cr，表面处理工艺为：1、镀铬；2、喷焊Ni60；3、激光熔覆。柱塞所处工作环境为高压含砂及腐蚀介质(CO₂，SO₂以及H₂S等)，表面镀层可能由于基体表面处理不干净或者在承受高强度冲击下，表层易发生剥离，进而加速柱塞失效。喷焊工艺由于高温易引起基体软化、变形等，所以柱塞使用寿命一般仅仅约为800-1200小时。激光熔覆效果较好，但是也存在工艺实施难度大，成本高等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供轻质、耐磨、耐腐蚀性好、使用寿命长，且制造成本低的油田用高压往复式铝合金柱塞的制备方法，还提供用这种方法制造的高压往复式铝合金柱塞。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耐磨、耐腐蚀的油田用铝合金柱塞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

加工柱塞：采用高强度铝合金作为基材，进行毛坯锻造后按照图纸机械加工形成用于油田高压往复式柱塞泵的铝合金柱塞；

吊装所述柱塞，并用导线电性连接于非对称双极性脉冲电源的正极；

配置溶液：选择Na₂SiO₃·5H₂O、Na₂B₄O₇、KF、CON₂H₄、C₆H₁₅NO₃、KOH作为溶质，去离子水作为溶剂，各溶质的配置浓度为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，配置的溶液置于导电金属槽内，且溶液的配置量需能够浸没所述柱塞；