[发明专利]一种抽油泵及其制造方法有效
申请号: | 201510291060.8 | 申请日: | 2015-06-01 |
公开(公告)号: | CN104929928B | 公开(公告)日: | 2017-09-01 |
发明(设计)人: | 夏原;李光;刘仁 | 申请(专利权)人: | 中国科学院力学研究所 |
主分类号: | F04B53/14 | 分类号: | F04B53/14;F04B53/16;C25D11/06;F04B47/00 |
代理公司: | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙)11390 | 代理人: | 胡剑辉 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 抽油泵 及其 制造 方法 | ||
技术领域
本发明属于油田采油的技术领域,具体地涉及一种抽油泵,以及制造该抽油泵的方法。
背景技术
抽油泵是油田采油领域中的主要设备之一,因此抽油泵的使用寿命直接关系到油田的生产效率及经济效益。由于采油行业的特定工作环境要求,抽油泵长期处于高温氮气及原油的腐蚀环境中,加上其工作时偶尔有细沙夹杂进去,使得抽油泵的柱塞与泵筒之间长期处于摩擦磨损状态。腐蚀及摩擦磨损的作用使得抽油泵的使用寿命较低,抽油泵的报废造成的油井产油量、人工及设备的损失极大。因此,研制一种耐高温腐蚀、耐摩擦磨损的抽油泵具有重大工程应用价值与前景。
发明内容
本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供一种抽油泵,其耐高温腐蚀能力强,抗摩擦磨损能力高,使用寿命大大延长。
本发明的技术解决方案是:这种抽油泵,其包括泵筒和柱塞,在所述泵筒的内外壁分别设有陶瓷涂层,在所述柱塞的内外壁分别设有陶瓷涂层。
由于在所述泵筒的内外壁分别设有陶瓷涂层,在所述柱塞的内外壁分别设有陶瓷涂层,而陶瓷涂层是非常致密的结构,所以保证了抽油泵耐高温腐蚀能力强,抗摩擦磨损能力高,使用寿命大大延长。
还提供了这种抽油泵的制造方法,包括以下步骤:
(1)用铝合金制作子泵筒,并使其一端内壁设有内螺纹且另一端外壁设有外螺纹;
(2)用铝合金制作子柱塞,并使其一端内壁设有内螺纹且另一端外壁设有外螺纹;
(3)对每段子泵筒、子柱塞进行等离子体电解氧化处理,从而获得Al2O3陶瓷涂层;
(4)研磨抛光每段子泵筒、子柱塞;
(5)将子泵筒通过各自的内外螺纹连接,从而形成整个泵筒;将子柱塞通过各自的内外螺纹连接,从而形成整个柱塞。
附图说明
图1是根据本发明的抽油泵的制造方法的流程图。
图2示出了250℃-350℃时铝合金试样拉伸应力应变曲线。
图3示出了柱塞外壁摩擦曲线。
具体实施方式
这种抽油泵,其包括泵筒和柱塞,在所述泵筒的内外壁分别设有陶瓷涂层,在所述柱塞的内外壁分别设有陶瓷涂层。
由于在所述泵筒的内外壁分别设有陶瓷涂层,在所述柱塞的内外壁分别设有陶瓷涂层,而陶瓷涂层是非常致密的结构,所以保证了抽油泵耐高温腐蚀能力强,抗摩擦磨损能力高,使用寿命大大延长。
另外,所述泵筒和柱塞均为铝合金(选择高强度铝合金的原因在于:1、铝合金能进行等离子体电解氧化处理,是制备致密Al2O3陶瓷涂层的必要条件之一;2、该铝合金能满足高温条件下强度要求,其具体数据如图2所示,可知其屈服强度达114MPa),所述陶瓷涂层是Al2O3陶瓷涂层。所述Al2O3陶瓷涂层具有良好的耐摩擦性能,具体数据见图3,可知Al2O3陶瓷涂层与钢对摩的摩擦系数最终稳定在0.15左右,显然低于现有钢与钢干摩擦系数。所述Al2O3陶瓷涂层具有良好的耐腐蚀性能,其耐腐蚀性能约为现有抽油泵所用合金钢耐腐蚀性能的2-3倍。
另外,所述泵筒包括若干段子泵筒,每段子泵筒的一端内壁设有内螺纹且另一端外壁设有外螺纹,相邻的子泵筒通过各自的内外螺纹连接,从而形成整个泵筒;所述柱塞包括若干段子柱塞,每段子柱塞的一端内壁设有内螺纹且另一端外壁设有外螺纹,相邻的子柱塞通过各自的内外螺纹连接,从而形成整个柱塞。这样把泵筒和柱塞都分段,经过等离子体电解氧化处理,从而获得Al2O3陶瓷涂层,就能够保证涂层均匀,然后再通过螺纹组装成整个的泵筒和柱塞,拆装都方便。
另外,所述泵筒外壁的陶瓷涂层的厚度小于内壁的陶瓷涂层的厚度,所述柱塞内壁的陶瓷涂层的厚度小于外壁的陶瓷涂层的厚度。具体可以为在泵筒内、外壁制备90μm和30μm厚度的Al2O3陶瓷涂层,在柱塞内、外壁制备30μm和90μm厚度的Al2O3陶瓷涂层,实验证明采用这种厚度形式,抽油泵的耐高温腐蚀能力和抗摩擦磨损能力都非常优秀。
如图1所示,还提供了这种抽油泵的制造方法,包括以下步骤:
(1)用铝合金制作子泵筒,并使其一端内壁设有内螺纹且另一端外壁设有外螺纹;
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