專利名稱：一種防腐耐磨防結垢抽油泵柱塞的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種防腐耐磨防結垢抽油泵柱塞的制備方法，屬于石油設備加工領域。
背景技術：
抽油泵是我國油田生產中使用主要設備，其主要有泵筒、柱塞、泵閥(吸入閥、排出閥)等組成。其簡要的工作原理是動力從抽油井傳遞到井下柱塞，使其做往復運動，將石油從井下沿油管被提升到地面。柱塞一下一上，是抽油泵完成了一個循環。應用過程中這個循環導致柱塞容易被磨損和腐蝕。此外，國內油田進入高含水開發后期，由于高含砂、 高含水、高礦物度、注聚合物開采及強腐蝕的介質環境等因素影響，加重了柱塞的腐蝕，更易在柱塞上結垢，從而造成柱塞泵使用壽命短，檢泵周期短、工作量大，采油成本增加。以往的抽油泵柱塞表面強化工藝主要有金屬鍍層、陶瓷涂層、其他一些涂層，雖然在一定程度上減緩了磨損，提高了耐腐蝕性，但是都存在著不足之處，例如金屬鍍層容易分層導致脫落； 陶瓷抗沖擊性能差，容易發生碎裂現象；一些聚合物涂層力學和熱性能差等。和本發明最相近的現有技術是200910196721. 3。

發明內容
本發明要解決得技術問題是，利用聚芳醚酮混合涂料作為抽油泵柱塞表面涂層， 研制出具有耐摩擦磨損、防腐蝕、防結垢的抽油泵柱塞。本發明是在現有的抽油泵柱塞主體表面噴涂復合聚芳醚酮粉末涂料，制成耐摩擦磨損、防腐蝕、防結垢的抽油泵柱塞。本發明提供的一種防腐耐磨防結垢抽油泵柱塞的制備方法，有以下步驟1)配置復合聚芳醚酮粉末涂料，有以質量百分含量計的以下組分聚芳醚酮70 99%，氟樹脂1 30%，無機顆粒0 6% ；2)對柱塞表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，并清洗干燥；3)運用靜電噴涂技術對柱塞表面噴涂一層純聚芳醚酮粉末涂料，靜電噴涂條件如下靜電高壓40 90kV，靜電電流10-20 μ A，供粉氣壓0. 25 0. 55MPa，二次進風氣壓 0. 25 0. 45MPa，流化氣壓0. 04 0. lOMPa，工件距噴槍口 150 300mm ；4)將表面噴涂純聚芳醚酮粉末涂料的柱塞置于烘箱中，溫度控制在370 400°C， 使純聚芳醚酮粉末涂料熔融；5)然后將柱塞從烘箱中取出，按步驟3的靜電噴涂條件再趁熱靜電噴涂一層復合聚芳醚酮粉末涂料；6)重復步驟4，使復合聚芳醚酮粉末涂料熔融；7)降溫至220 300°C，再保溫30 90分鐘，最后冷卻至室溫。在上述的防腐耐磨防結垢抽油泵柱塞的制備方法中，所述的聚芳醚酮，可以是聚醚酮、聚醚醚酮或聚醚醚酮酮，粒徑在30 150 μ m之間；所述的氟樹脂，可以是聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯，粒徑在3 20 μ m之間；所述的無機顆粒，可以是Mo&、Al203、SiC或CuS， 粒度為微米級和/或納米級。在上述的防腐耐磨防結垢抽油泵柱塞的制備方法中，幻步驟噴砂處理中，金剛砂目數可以為30 80目；幻步驟中，噴涂的純聚芳醚酮粉末涂料厚度可以在60 100微米； 4)步驟中，純聚芳醚酮粉末涂料熔融時間可以在10 30分鐘力)步驟中，噴涂的復合聚芳醚酮粉末涂料厚度可以在40 100微米。本發明具有以下優點1、工藝流程可以合理控制，操作簡單。2、噴涂后的涂層附著力好，根據GB1720-79對涂覆有復合聚芳醚酮涂層的鐵板進行附著力測試，涂層附著力為1 2級。3、涂層防腐蝕性能優異，將涂覆有復合聚芳醚酮涂層的鐵板分別放在不同的介質中進行腐蝕測試⑴飽和NaCl溶液；⑵10%質量分數的硫酸溶液；(3) 10%質量分數的氫氧化鈉溶液，試樣分別在這些介質中浸泡7 后，目測樣品無起皮，脫落現象。4、涂層耐磨不粘性能優異，主要因為聚芳醚酮本身的耐磨性能很好，氟樹脂的加入使得摩擦系數下降，表面能降低，與水接觸角為110 120°之間，不粘性能變好。5、本發明提供的柱塞能增加柱塞檢修周期到4 6個月左右，是現有普通柱塞的 3 4倍，提高使用壽命，降低了檢泵的工作量，從而達到降低采油成本，節約采油時間的最終目的。
具體實施例方式實施例1一種抽油泵柱塞的制備方法，包括以下步驟1、一種復合聚芳醚酮涂料的配置，該涂料包括以下以質量百分含量計的組分聚醚酮70%，聚四氟乙烯30% ；2、對柱塞表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為30目，并清洗干燥；3、運用靜電噴涂技術對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在380°C，時間控制在30分鐘，使涂料熔融；5、然后將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴涂技術趁熱噴涂一層步驟1中所述的復合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重復步驟4;7、降溫至280°C，再保溫60分鐘，最后冷卻至室溫。實施例2一種抽油泵柱塞的制備方法，包括以下步驟1、一種復合聚芳醚酮涂料的配置，該涂料包括以下以質量百分含量計的組分聚醚醚酮99%，聚全氟乙丙烯；
2、對柱塞表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為46目，并清洗干燥；3、運用靜電噴涂技術對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在400°C，時間控制在10分鐘，使涂料熔融；5、然后將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴涂技術趁熱噴涂一層步驟1中所述的復合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重復步驟4;7、降溫至300°C，再保溫30分鐘，最后冷卻至室溫。實施例3一種抽油泵柱塞的制備方法，包括以下步驟1、一種復合聚芳醚酮涂料的配置，該涂料包括以下以質量百分含量計的組分聚醚醚酮酮74%，聚四氟乙烯20%，A12036%，；2、對柱塞表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為80目，并清洗干燥；3、運用靜電噴涂技術對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮酮涂料，厚度在60 100微米；4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在385°C，時間控制在15分鐘，使涂料熔融；5、然后將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴涂技術趁熱噴涂一層步驟1中所述的復合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重復步驟4;7、降溫至260°C，再保溫90分鐘，最后隨爐冷卻至室溫。實施例4一種抽油泵柱塞的制備方法，包括以下步驟1、一種復合聚芳醚酮涂料的配置，該涂料包括以下以質量百分含量計的組分聚醚醚酮酮93 %，聚全氟乙丙烯1 %，MoS26 % ；2、對柱塞表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為46目，并清洗干燥；3、運用靜電噴涂技術對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮酮涂料，厚度在60 100微米；4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在390°C，時間控制在10分鐘，使涂料熔融；5、然后將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴涂技術趁熱噴涂一層步驟1中所述的復合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重復步驟4;7、降溫至240°C，再保溫90分鐘，最后冷卻至室溫。實施例5
一種抽油泵柱塞的制備方法，包括以下步驟
1、一種復合聚芳醚酮涂料的配置，該涂料包括以下以質量百分含量計的組分聚醚醚酮89%，聚全氟乙丙烯10%，SiC 1% ；
2、對柱塞表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為46目，并清洗干燥；
3、運用靜電噴涂技術對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；
4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在395°C，時間控制在10分鐘，使涂料熔融；
5、然后將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴涂技術趁熱噴涂一層步驟1中所述的復合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；
6、重復步驟4;
7、降溫至240°C，再保溫90分鐘，最后冷卻至室溫。
實施例6
一種抽油泵柱塞的制備方法，包括以下步驟
1、一種復合聚芳醚酮涂料的配置，該涂料包括以下以質量百分含量計的組分聚醚醚酮87%，聚全氟乙丙烯10%，CuS 3% ；
2、對柱塞表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為46目，并清洗干燥；
3、運用靜電噴涂技術對柱塞表面均勻噴涂一層純聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；
4、將工件(即柱塞)置于烘箱中，溫度控制在395°C，時間控制在15分鐘，使涂料熔融；
5、然后將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴涂技術趁熱噴涂一層步驟1中所述的復合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；
6、重復步驟4;
7、降溫至220°C，再保溫50分鐘，最后冷卻至室溫。權利要求
1.一種防腐耐磨防結垢抽油泵柱塞的制備方法，有以下步驟1)配置復合聚芳醚酮粉末涂料，有以下以質量百分含量計的組分聚芳醚酮70 99%，氟樹脂1 30%，無機顆粒0 6% ；2)對柱塞表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，并清洗干燥；3)運用靜電噴涂技術對柱塞表面噴涂一層純聚芳醚酮粉末涂料，靜電噴涂條件如下 靜電高壓40 90kV，靜電電流10-20 μ Α,供粉氣壓0. 25 0. 55MPa，二次進風氣壓0. 25 0. 45MPa，流化氣壓0. 04 0. lOMPa，工件距噴槍口 150 300mm ；4)將表面噴涂純聚芳醚酮粉末涂料的柱塞置于烘箱中，溫度控制在370 400°C，使純聚芳醚酮粉末涂料熔融；5)然后將柱塞從烘箱中取出，按步驟3的靜電噴涂條件再趁熱靜電噴涂一層復合聚芳醚酮粉末涂料；6)重復步驟4，使復合聚芳醚酮粉末涂料熔融；7)降溫至220 300°C，再保溫30 90分鐘，最后冷卻至室溫。
2.根據權利要求1所述的防腐耐磨防結垢抽油泵柱塞的制備方法，其特征是，所述的聚芳醚酮，是聚醚酮、聚醚醚酮或聚醚醚酮酮，粒徑在30 150 μ m之間；所述的氟樹脂，是聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯，粒徑在3 20 μ m之間；所述的無機顆粒，是MoS2、A1203、SiC 或CuS，粒度為微米級和/或納米級。
3.根據權利要求1或2所述的防腐耐磨防結垢抽油泵柱塞的制備方法，其特征是，2) 步驟噴砂處理中，金剛砂目數為30 80目；幻步驟中，噴涂的純聚芳醚酮粉末涂料厚度在 60 100微米；4)步驟中，純聚芳醚酮粉末涂料熔融時間在10 30分鐘力)步驟中，噴涂的復合聚芳醚酮粉末涂料厚度在40 100微米。
全文摘要
本發明的一種防腐耐磨防結垢抽油泵柱塞的制備方法屬于石油設備加工的技術領域。復合聚芳醚酮粉末涂料的組分為聚芳醚酮70～99％，氟樹脂1～30％，無機顆粒0～6％；制備方法有對柱塞表面進行噴砂處理、運用靜電噴涂技術對柱塞表面噴涂一層純聚芳醚酮粉末涂料、置于烘箱中純聚芳醚酮粉末涂料熔融、再趁熱靜電噴涂一層復合聚芳醚酮粉末涂料并置于烘箱中熔融、在220～300℃保溫30～90分鐘再冷卻至室溫。本發明工藝流程可以合理控制，操作簡單；涂層附著力好、防腐蝕性能優異、耐磨不粘性能優異；柱塞使用壽命提高、檢泵的工作量降低，從而達到降低采油成本節約采油時間的最終目的。
文檔編號B05D3/00GK102500537SQ20111036609
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者代中明, 關紹巍, 姜振華, 岳喜貴, 王貴賓, 祝世洋 申請人:吉林大學