連續管注入頭的抗污夾持塊及制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種連續管注入頭的抗污夾持塊，包括：夾持塊本體（1），夾持塊本體（1）具有凹圓弧夾持面（11），凹圓弧夾持面（11）上加工有橫向溝槽（12），在凹圓弧夾持面（11）上依次設置有摩阻涂層（2）和耐蝕防污涂層（3）。還公開了一種連續管注入頭抗污夾持塊的制造方法，屬于鉆井裝備配套設備領域。本發明通過在凹圓弧夾持面上設置橫向溝槽，減小了夾持接觸面積，增加了接觸面上的單位比壓，從而可以有效阻斷破壞夾持表面上井下介質形成的連續潤滑膜層，提高夾持性能的穩定性。
【專利說明】連續管注入頭的抗污夾持塊及制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鉆井裝備配套設備領域，特別涉及一種連續管注入頭的抗污夾持塊，特別適用于纏繞式連接管的鏈條夾持系統。本發明還涉及一種連續管注入頭抗污夾持塊的制造方法。
【背景技術】
[0002]連續管注入頭系統是將滾筒纏繞的連續油管導入到作業井中或者從作業井中導出到滾筒上纏繞的重要基礎部件。注入頭夾持塊主要起著夾緊并導入導出連續管的作用，防止連續管和夾持塊之間的相對滑動。隨著連續管技術在油氣田現場作業的推廣應用，井下連續管在天然氣井作業中管壁較為干凈而井下連續油管從油井里導出時會首先經過橡膠刮泥器的刮削作用除掉連續油管表面所粘附的絕大部分井下介質，然后再通過注入頭夾持系統導出到連續管滾筒設備上。但由于連續油管長度一般可達到幾千米，鏈條夾持系統循環長期與連續油管夾持接觸，這樣會導致連續油管上未完全刮削掉的殘留介質積少成多而粘附在夾持表面上，這些連續油管外壁粘帶的如泥漿、原油或者石蠟等井下介質在最終會造成夾持塊夾持性能的損失，從而造成打滑。
[0003]在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題:當夾持表面受到介質污染時，特別是石蠟介質，夾持塊夾持性能大幅下降。

【發明內容】

[0004]為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種連續管注入頭的抗污夾持塊，能夠克服由于井下介質污染造成的夾持塊夾持性能降低的問題。本發明實施例還提供了一種連續管注入頭抗污夾持塊的制造方法。所述技術方案如下:
[0005]一方面，提供了一種連續管注入頭的抗污夾持塊，所述抗污夾持塊包括:夾持塊本體，所述夾持塊本體具有凹圓弧夾持面，所述凹圓弧夾持面上加工有橫向溝槽，在所述凹圓弧夾持面上依次設置有摩阻涂層和耐蝕防污涂層。這樣，該抗污夾持塊在夾持作業過程中通過橫向溝槽與凹圓弧夾持面之間的間隔形式破壞了夾持面上介質滑膜層的連續性，提高了抗污夾持塊在受到介質污染時的夾持性能，保證了該抗污夾持塊的夾持性能穩定性。另一方面，在夾持塊本體的凹圓弧夾持面上加工橫向溝槽，在相同正壓力下，帶橫向溝槽的夾持面相比較于光滑夾持面來說，單位比壓更高，有利于破壞夾持面上的潤滑膜，將潤滑介質擠入到溝槽當中，從而能在一定程度上的降低潤滑介質所造成的夾持性能損失，提供穩定可靠的夾持力。在介質環境中，合理設計溝槽夾持塊的表面齒形不僅能夠減小夾持面損傷而且還有能增加夾持摩擦系數的作用。
[0006]進一步地，所述橫向溝槽的底面和側壁上依次設置有所述摩阻涂層和所述耐蝕防污涂層。這樣,大大地增強了夾持塊本體的凹圓弧夾持面的耐磨和耐腐蝕性能。
[0007]進一步地,所述橫向溝槽的深度為1.5mm?2.5mm、寬度為3.0mm?8.0mm,從所述凹圓弧夾持面到所述橫向溝槽的底面為傾斜過渡面。[0008]進一步地，所述摩阻涂層為WC-Co (碳化鎢與鈷合金)合金層，所述摩阻涂層的厚度為 0.15mm ?0.25mm。
[0009]進一步地，所述摩阻涂層采用噴涂方法設置，所述摩阻涂層的WC-Co合金粉末的粒度為325目?500目。
[0010]進一步地，所述耐蝕防污涂層為聚四氟乙烯樹脂層，所述耐蝕防污涂層的厚度為
0.1mm ?0.2mmο
[0011]另一方面，提供了一種連續管注入頭抗污夾持塊的制造方法，所述制造方法是:所述摩阻涂層采用噴涂方法設置于所述凹圓弧夾持面上，包括:
[0012]S701，先對所述凹圓弧夾持面進行清洗、除油和噴砂粗化，粗化程度為Ral2.5。這樣能夠有效地地去除凹圓弧夾持面表面的油污和氧化皮，使得摩阻涂層在凹圓弧夾持面的粘附性更好。
[0013]S702，采用325目?500目的WC-Co合金粉末進行超音速噴涂，噴涂時的工藝參數為:02:2000SCFH (SCFH 的英文全稱:standard cubic foot per hour,中文譯名:標準立方英尺/小時)，Fuel (航空煤油):22.8L/h，送粉載氣:12.8L/min，槍距:380mm，噴槍行走速度:500mm/mino
[0014]進一步地，所述耐蝕防污涂層采用刷涂的方法涂覆在所述摩阻涂層面上，所述耐蝕防污涂層使用3?8:1的聚四氟乙烯樹脂和固化劑混合物。
[0015]本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0016]1、通過在凹圓弧夾持面上設置橫向溝槽，減小了夾持接觸面積，增加了接觸面上的單位比壓，從而可以有效阻斷破壞夾持表面上井下介質形成的連續潤滑膜層，提高夾持性能的穩定性。經過實驗證明:在有石蠟介質存在的情況下，溝槽表面形式的夾持塊相比較于光面形式夾持塊夾持性能可提高100%以上。
[0017]2、通過在凹圓弧夾持面以及橫向溝槽的底面和側壁上設置摩阻涂層和耐蝕防污涂層，除了可以保證夾持接觸面上的更高夾持性能外，還可以提高涂層的耐腐蝕性，增加涂層的使用壽命。由于耐蝕防污涂層的存在，被擠壓到溝槽內的油污、石蠟等介質清理方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發明實施例一提供的抗污夾持塊結構示意圖；
[0020]圖2是本發明實施例一提供的抗污夾持塊的縱向剖切結構示意圖；
[0021]圖3是圖2中A處的放大結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0023]實施例一[0024]本實施例提供了一種連續管注入頭的抗污夾持塊，參見圖1、圖2和圖3，該抗污夾持塊包括:夾持塊本體I，該夾持塊本體I具有凹圓弧夾持面11，凹圓弧夾持面11與另一個凹圓弧夾持面11或者抗污夾持塊的其他部件配合對連續管注入頭進行夾持。
[0025]在凹圓弧夾持面11上加工有橫向溝槽12，即橫向溝槽12沿凹圓弧夾持面11的徑向設置，多道橫向溝槽12在凹圓弧夾持面11上間隔設置，每兩道橫向溝槽12之間的間距為5_?10_。優選地,橫向溝槽12的深度為1.5mm?2.5mm>寬度為3.0mm?8.0mm,從凹圓弧夾持面11到橫向溝槽12的底面為傾斜過渡面，即橫向溝槽12的側壁為傾斜面。凹圓弧夾持面11上多道橫向溝槽12的間距可以相等也可以不相等，每一道橫向溝槽12的深度和底面寬度可以相等也可以不相等，根據具體的實際需求進行設計。
[0026]在凹圓弧夾持面11上依次設置有摩阻涂層2和耐蝕防污涂層3。即摩阻涂層2設置凹圓弧夾持面11上，耐蝕防污涂層3設置在摩阻涂層2上。同樣，在橫向溝槽12的底面和側壁上依次設置有摩阻涂層2和耐蝕防污涂層3。同樣，摩阻涂層2設置在橫向溝槽12的底面和側壁上，耐蝕防污涂層3設置在摩阻涂層2上。優選地，摩阻涂層2為WC-Co (碳化鎢與鈷合金)合金層，摩阻涂層2的厚度為0.15mm?0.25mm。摩阻涂層2是采用采用噴涂方法設置在凹圓弧夾持面11以及橫向溝槽12的底面和側壁上，摩阻涂層2的WC-Co合金粉末的粒度為325目?500目。耐蝕防污涂層3為聚四氟乙烯樹脂層，耐蝕防污涂層3的厚度為0.1mm?0.2_。耐蝕防污涂層3是采用刷涂的方法設置在摩阻涂層2上，在刷涂耐蝕防污涂層3之前，將聚四氟乙烯樹脂與固化劑按照3?8:1的比例進行混合，以增強耐蝕防污涂層3的固化和粘附能力，其中使用的固化劑可以是市場上能夠購買到的常用的固化劑。
[0027]實施例二
[0028]本發明實施例提供了一種連續管注入頭的抗污夾持塊的制造方法，該方法主要是在抗污夾持塊上設置摩阻涂層2和耐蝕防污涂層3的方法。參見圖1、圖2和圖3，摩阻涂層2采用噴涂方法設置于凹圓弧夾持面11以及橫向溝槽12的底面和側壁上，包括:
[0029]S701，先對凹圓弧夾持面11進行清洗、除油和噴砂粗化，粗化程度為Ral2.5。這樣能夠有效地地去除凹圓弧夾持面表面的油污和氧化皮，使得摩阻涂層在凹圓弧夾持面的粘附性更好。
[0030]S702,采用325目?500目的WC-Co合金粉末進行超音速噴涂，噴涂時的工藝參數為:02:2000SCFH, Fuel:22.8L/h，送粉載氣:12.8L/min,槍距:380mm,噴槍行走速度:500mm/min。噴涂過程中，保證噴槍焰流與噴涂面垂直噴涂，噴涂達到涂層設計厚度后，放置冷卻保持夾持涂層表面干凈，摩阻涂層2干燥后在涂覆耐蝕防污涂層3。
[0031]耐蝕防污涂層3采用刷涂的方法涂覆在摩阻涂層2面上，耐蝕防污涂層3使用3?8:1的聚四氟乙烯樹脂和固化劑混合物。即在耐蝕防污涂層3之前，將聚四氟乙烯樹脂和固化劑以3?8:1的比例混合，該混合比例優選為5:1，充分混合并具備要求的粘度后進行刷涂。在摩阻涂層2上刷涂好耐蝕防污涂層3后，連同抗污夾持塊放入烤箱內在120°C溫度下干燥20分鐘左右即可。
[0032]上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
[0033]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種連續管注入頭的抗污夾持塊，包括:夾持塊本體(1)，所述夾持塊本體(I)具有凹圓弧夾持面(11)，其特征在于， 所述凹圓弧夾持面(11)上加工有橫向溝槽(12)，在所述凹圓弧夾持面(11)上依次設置有摩阻涂層(2 )和耐蝕防污涂層(3 )。
2.根據權利要求1所述的連續管注入頭的抗污夾持塊，其特征在于，所述橫向溝槽(12)的底面和側壁上依次設置有所述摩阻涂層(2)和所述耐蝕防污涂層(3)。
3.根據權利要求2所述的連續管注入頭的抗污夾持塊，其特征在于，所述橫向溝槽(12)的深度為1.5mm?2.5mm、寬度為3.0mm?8.0mm,從所述凹圓弧夾持面(11)到所述橫向溝槽(12)的底面為傾斜過渡面。
4.根據權利要求3所述的連續管注入頭的抗污夾持塊，其特征在于，所述摩阻涂層(2)為WC-Co合金層，所述摩阻涂層(2)的厚度為0.15mm?0.25mm。
5.根據權利要求4所述的連續管注入頭的抗污夾持塊，其特征在于，所述摩阻涂層(2)采用噴涂方法設置，所述摩阻涂層(2)的WC-Co合金粉末的粒度為325目?500目。
6.根據權利要求2所述的連續管注入頭的抗污夾持塊，其特征在于，所述耐蝕防污涂層(3)為聚四氟乙烯樹脂層,所述耐蝕防污涂層(3)的厚度為0.1mm?0.2mm。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的連續管注入頭的抗污夾持塊的制造方法，其特征在于，所述摩阻涂層(2)采用噴涂方法設置于所述凹圓弧夾持面(11)上，包括: S701，先對所述凹圓弧夾持面(11)進行清洗、除油和噴砂粗化，粗化程度為Ral2.5 ； S702，采用325目?500目的WC-Co合金粉末進行超音速噴涂，噴涂時的工藝參數為:O2:2000SCFH, Fuel:22.8L/h,送粉載氣:12.8L/min,槍距:380mm,噴槍行走速度:500mm/min0
8.根據權利要求7所述的連續管注入頭的抗污夾持塊的制造方法，其特征在于，所述耐蝕防污涂層(3 )采用刷涂的方法涂覆在所述摩阻涂層(2 )面上，所述耐蝕防污涂層(3 )使用3?8:1的聚四氟乙烯樹脂和固化劑混合物。
【文檔編號】B05D5/00GK103670305SQ201210337777
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2012年9月12日
【發明者】袁文才, 賀會群, 石成剛, 熊革, 譚文鋒, 羅剛, 任武 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團鉆井工程技術研究院, 中國石油集團鉆井工程技術研究院江漢機械研究所