[发明专利]一种耐磨防腐复合抽油杆及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田采油作业技术领域和石油机械领域，特别涉及金属抽油杆表面耐磨防腐技术，本发明还涉及耐磨防腐复合抽油杆的制备方法。

背景技术

抽油杆主体是圆形断面的实心杆体，两端均有加粗的锻头，锻头上连接螺纹和搭扳手用的方形断面，是抽油机井的细长杆件，它上接总杆，下接抽油泵起传递动力的作用。抽油杆单根长度为六米，材质一般是高碳钢表面镀硬铬，在油管内用内螺纹箍一根根连接起来一直延伸到地下油层处的活塞上，通过往复运动来泵油。石油钻井设备和采油设备在应用过程中最容易碰到两大难题：腐蚀与磨损。为了延长抽油杆的使用寿命，就必须提高抽油杆的耐磨和防腐性能。

CN201120203718，公开了一种耐磨抽油杆，包括一个杆体、接头、接箍，杆体、接头、接箍外表面喷涂有陶瓷涂层。其优点是抽油杆的外表面的陶瓷涂层提高了抽油杆整体的防腐性能和耐磨性能，有效延长抽油杆使用寿命，并克服了以往电镀工艺造成环境污染的弊端。但陶瓷涂层是一种高硬度材料，对抽油管的磨损也比较严重，管杆系统耐磨不匹配；同时陶瓷涂层是一种脆性材料，受到冲击时很容易破碎，产生局部缺陷。

CN201110348506.8装有超高分子量聚乙烯保护层的抽油杆将具有形状记忆功能的超高分子量聚乙烯塑料管材，套在抽油杆上并使其受热，所述管材在热刺激下恢复原来形状，使得抽油杆具有超高分子量聚乙烯保护层。高分子封闭防腐耐磨抽油杆是在钨合金抽油杆的基础上再在其外壁进行高分子封闭，使该产品在拥有钨合金抽油杆的性能条件下，再进行一次防腐耐磨的高分子封闭处理。高分子封闭材料一般采用环氧树脂为主体的材料，使用过程中很容易从抽油杆上脱落下来，影响抽油杆的使用质量。超高分子量聚乙烯保护层与抽油杆通过物理作用连接于抽油杆外表面，容易在间隙中形成渗液，造成局部腐蚀。

发明内容

为了解决现有技术中抽油杆与防腐层形成间隙发生渗液而造成局部腐蚀的问题，本发明提供了一种耐磨防腐复合抽油杆，其具有粘接强度高，不容易剥离，不结垢不结蜡，可以大幅度降低管杆偏磨的可能性，提高抽油杆的使用寿命。

所述技术方案如下：

一种耐磨防腐复合抽油杆，抽油杆外圆周面上设有耐磨防腐层，所述耐磨防腐层为聚氨酯弹性体，所述的抽油杆和所述聚氨酯弹性体之间通过偶联粘结剂和界面粘合剂粘结。

所述的聚氨酯弹性体为热固性聚氨酯弹性体或热塑性聚氨酯弹性体。

所述的热固性聚氨酯弹性体为四氢呋喃聚醚型聚氨酯弹性体、聚己内酯型聚氨酯弹性体、聚酯型聚氨酯弹性体、聚醚型聚氨酯弹性体中的一种。

所述的热塑性聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯弹性体、聚酯型聚氨酯弹性体、聚己内酯型聚氨酯弹性体或聚碳酸酯型聚氨酯弹性体中的一种。

耐磨防腐层厚度为0.5mm～6mm。

所述的偶联粘结剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铬络合物偶联剂。

所述界面粘合剂为聚氨酯类胶粘剂。

所述聚氨酯类胶粘剂为4,4’,4”三异氰酸三苯基硫代磷酸酯、双组份聚氨酯胶粘剂或单组份聚氨酯胶粘剂中的一种或其中几种的混合物。

所述双组份聚氨酯胶粘剂包括端羟基聚氨酯胶粘剂和端异氰酸酯基聚氨酯胶粘剂；所述单组份聚氨酯胶粘剂中为热硫化型弹性体粘接胶粘剂。

界面粘接剂的厚度为100μm～500μm。

一种耐磨防腐复合抽油杆的制备方法，包括下述步骤：

S1、去除金属抽油杆表面油污、锈迹，并清洗干净；

S2、金属抽油杆表面均匀涂刷偶联粘结剂，晾干后涂覆粘合界面剂，晾干；

S3、将液态热固性聚氨酯弹材料包覆于抽油杆表面，使得包覆于抽油杆表面的聚氨酯材

料厚度控制在0.5mm～6mm，加热固化，即得；将热塑性聚氨酯弹性体包覆于抽油杆表

面冷却即得。

所述步骤S1为：将金属抽油杆表面进行喷砂处理，去除表面油污、锈迹后采用丙酮、丁酮或乙酸乙酯等有机溶剂将抽油杆表面清洗干净。

所述步骤S2为：采用1～5%的硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂溶液均匀涂刷于抽油杆表面，晾干溶剂后采用聚氨酯界面剂均匀涂刷于抽油杆表面，晾干。

所述步骤S3为：将热固性聚氨酯预聚体和固化剂装入聚氨酯浇注机中，或将热塑性聚氨酯弹性体颗粒装入挤出机中，开启聚氨酯浇注机或挤出机，从口模挤出液态聚氨酯材料，包覆于抽油杆表面，调整抽油杆的旋转输送速度和聚氨酯材料的挤出速度，使得包覆于抽油杆表面的聚氨酯材料厚度控制在0.5mm～6mm之间；加热固化，即得。