[发明专利]泥浆泵喷涂式缸套及制备方法

说明书

泥浆泵喷涂式缸套及制备方法是一种油田泥浆泵缸套技术，所述的缸套内衬为陶瓷基复合材料、外套为金属，其陶瓷基复合材料包括为陶瓷、氧化锆、氧化钨、氧化铬、氧化钼、树脂材料。

技术领域

本发明涉及一种油田泥浆泵缸套技术，尤其是泥浆泵喷涂式缸套及制备方法。

背景技术

泥浆泵已广泛地应用于矿山冶金化工、石油等工业生产中。活塞式泥浆泵经常应用在需高压力的工业流程中，其早期的典型结构是双缸双作用式泵，这种结构的泥浆泵的优点是使用比较可靠，缺点是泵的体积大、质量重、效率低，压力波动比较大，到20世纪60年代中期，研制出了性能比较好的三缸单作用钻井用泥浆泵，其优点是效率高、压力波动比较小、体积小、质量轻。经过四十多年的不断改进和完善，这种形式的泵在结构、性能可靠性、适应性及经济性等方面都己经比较成熟，并且正在逐渐取代双缸泵。就世界范围而言，目前泥浆泵技术方面，美国处于领先地位。他们的泵的结构设计比较新颖，制造质量比较好。我国在上世纪70年代末从国外引进三缸泥浆泵在测绘、仿制的基础上，结合我国的国情对其进行了一系列的研究和改造，进行我国的三缸泥浆泵的生产。在产品质量和使用的可靠性方面，还有许多问题尚需解决，因此，进一步提高我国泥浆泵的技术水平，是急待解决的问题，其中泥浆泵易损件的使用寿命问题是表现得尤为突出的。泥浆泵易损件的制造质量和稳定的使用寿命，在很大程度上决定着泥浆泵的使用性能。泥浆泵在钻井生产上的实际应用，距今只不过才有一百多年历史。然而，就在这短短的一百多年的时间进程中，人们越来越重视它，从不同的角度去研究它、改进它、完善它。由此，使得泥浆泵的技术有了很大的发展，它的功能和使用范围也在不断地扩大。而泥浆泵使用性能的好坏，又直接影响着钻井的质量和钻井的速度。就目前石油矿场应用的泥浆泵而言，其易损件的使用寿命还是很低的。在泥浆泵易损件中，活塞的平均使用寿命最低，其次是缸套的使用寿命。也就是说，在泥浆泵的使用过程中，由于活塞和缸套的失效，不得不停机对其进行更换，以恢复泥浆泵的技术性能。这不但增加了操作工人的劳动强度，降低了泥浆泵的使用效率，而且会由于停机的频繁和活塞的消耗量大，使得经济效益受到很大的影响。特别是随着石油、化工工艺的发展和改进，对泥浆泵的功率和压力的要求也进一步提高，这将使泥浆泵液力端的工作条件变得更加恶劣，对其易损件的要求也将会变得更加苛刻，对泥浆泵活塞缸套来说，更是首当其冲。因此，如何稳定和提高活塞缸套的使用寿命，是提高泥浆泵液力端可靠度的一个重要方面。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐磨，防腐蚀的合金材料制成的泥浆泵喷涂式缸套及制备方法，本发明所述的缸套内衬为陶瓷基复合材料、外套为金属，其陶瓷基复合材料包括为陶瓷、氧化锆、氧化钨、氧化铬、氧化钼、树脂材料。

其配置比例第一组份陶瓷材料为60-80%；

第二组份为氧化锆、氧化钨、氧化铬、氧化钼的复合组份为15-30；其中氧化锆占本组份的30-60%、氧化钨20-40%、氧化铬10-15%、氧化钼10-15%。

第三组份为树脂材料5-25%。

其制备方法为：第一步将以上所有材料粉碎成微粉。

第二步混合，将第二组份的氧化锆、氧化钨、氧化铬、氧化钼充分混合。

第三步分级混合喷涂，第一级高压喷涂：在金属套的内壁高压喷涂陶瓷材料；然后高压喷涂第二组份的复合组份；再高压喷涂树脂材料；第二级高压喷涂：首先在第一级的内壁高压喷涂陶瓷；然后高压喷涂第二组份的复合组份；再高压喷涂树脂材料；第三极高压喷涂：首先在第二级的内壁喷涂树脂材料；然后高压喷涂陶瓷材料；再高压喷涂第二组份的复合材料。

设置为三级控制，即每级层均为0.04mm，三级层之间为高压喷涂，高压为4个大气压。

本发明的意义是：陶瓷来源丰富，制作成本低；金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好；由于树脂材料的加入具有防腐蚀的作用；本发明工艺制备的缸套使用寿命长，经过运行试验，效果良好，使用寿命达到2029小时，比同条件下的一般金属缸套的使用寿命提高9倍以上，同时也提高了活塞的使用寿命。