专利名称：一种防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法，属于石油设备加工领域。
背景技术：
抽油泵是我国油田生产中使用主要设备，其主要有泵筒、柱塞、泵阀(吸入阀、排出阀)等组成。其简要的工作原理是动力从抽油井传递到井下柱塞，使其做往复运动，将石油从井下沿油管被提升到地面。柱塞一下一上，是抽油泵完成了一个循环。应用过程中这个循环导致柱塞容易被磨损和腐蚀。此外，国内油田进入高含水开发后期，由于高含砂、 高含水、高矿物度、注聚合物开采及强腐蚀的介质环境等因素影响，加重了柱塞的腐蚀，更易在柱塞上结垢，从而造成柱塞泵使用寿命短，检泵周期短、工作量大，采油成本增加。以往的抽油泵柱塞表面强化工艺主要有金属镀层、陶瓷涂层、其他一些涂层，虽然在一定程度上减缓了磨损，提高了耐腐蚀性，但是都存在着不足之处，例如金属镀层容易分层导致脱落； 陶瓷抗冲击性能差，容易发生碎裂现象；一些聚合物涂层力学和热性能差等。和本发明最相近的现有技术是200910196721. 3。
发明内容
本发明要解决得技术问题是，利用聚芳醚酮混合涂料作为抽油泵柱塞表面涂层， 研制出具有耐摩擦磨损、防腐蚀、防结垢的抽油泵柱塞。本发明是在现有的抽油泵柱塞主体表面喷涂复合聚芳醚酮粉末涂料，制成耐摩擦磨损、防腐蚀、防结垢的抽油泵柱塞。本发明提供的一种防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法，有以下步骤1)配置复合聚芳醚酮粉末涂料，有以质量百分含量计的以下组分聚芳醚酮70 99%，氟树脂1 30%，无机颗粒0 6% ；2)对柱塞表面进行喷砂处理用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，并清洗干燥；3)运用静电喷涂技术对柱塞表面喷涂一层纯聚芳醚酮粉末涂料，静电喷涂条件如下静电高压40 90kV，静电电流10-20 μ A，供粉气压0. 25 0. 55MPa，二次进风气压 0. 25 0. 45MPa，流化气压0. 04 0. lOMPa，工件距喷枪口 150 300mm ；4)将表面喷涂纯聚芳醚酮粉末涂料的柱塞置于烘箱中，温度控制在370 400°C， 使纯聚芳醚酮粉末涂料熔融；5)然后将柱塞从烘箱中取出，按步骤3的静电喷涂条件再趁热静电喷涂一层复合聚芳醚酮粉末涂料；6)重复步骤4，使复合聚芳醚酮粉末涂料熔融；7)降温至220 300°C，再保温30 90分钟，最后冷却至室温。在上述的防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法中，所述的聚芳醚酮，可以是聚醚酮、聚醚醚酮或聚醚醚酮酮，粒径在30 150 μ m之间；所述的氟树脂，可以是聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯，粒径在3 20 μ m之间；所述的无机颗粒，可以是Mo&、Al203、SiC或CuS， 粒度为微米级和/或纳米级。在上述的防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法中，幻步骤喷砂处理中，金刚砂目数可以为30 80目；幻步骤中，喷涂的纯聚芳醚酮粉末涂料厚度可以在60 100微米； 4)步骤中，纯聚芳醚酮粉末涂料熔融时间可以在10 30分钟力)步骤中，喷涂的复合聚芳醚酮粉末涂料厚度可以在40 100微米。本发明具有以下优点1、工艺流程可以合理控制，操作简单。2、喷涂后的涂层附着力好，根据GB1720-79对涂覆有复合聚芳醚酮涂层的铁板进行附着力测试，涂层附着力为1 2级。3、涂层防腐蚀性能优异，将涂覆有复合聚芳醚酮涂层的铁板分别放在不同的介质中进行腐蚀测试⑴饱和NaCl溶液；⑵10%质量分数的硫酸溶液；(3) 10%质量分数的氢氧化钠溶液，试样分别在这些介质中浸泡7 后，目测样品无起皮，脱落现象。4、涂层耐磨不粘性能优异，主要因为聚芳醚酮本身的耐磨性能很好，氟树脂的加入使得摩擦系数下降，表面能降低，与水接触角为110 120°之间，不粘性能变好。5、本发明提供的柱塞能增加柱塞检修周期到4 6个月左右，是现有普通柱塞的 3 4倍，提高使用寿命，降低了检泵的工作量，从而达到降低采油成本，节约采油时间的最终目的。
具体实施例方式实施例1一种抽油泵柱塞的制备方法，包括以下步骤1、一种复合聚芳醚酮涂料的配置，该涂料包括以下以质量百分含量计的组分聚醚酮70%，聚四氟乙烯30% ；2、对柱塞表面进行喷砂处理用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，金刚砂目数为30目，并清洗干燥；3、运用静电喷涂技术对柱塞表面均勻喷涂一层纯聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；4、将工件(即柱塞)置于烘箱中，温度控制在380°C，时间控制在30分钟，使涂料熔融；5、然后将工件从烘箱中取出，再运用静电喷涂技术趁热喷涂一层步骤1中所述的复合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重复步骤4;7、降温至280°C，再保温60分钟，最后冷却至室温。实施例2一种抽油泵柱塞的制备方法，包括以下步骤1、一种复合聚芳醚酮涂料的配置，该涂料包括以下以质量百分含量计的组分聚醚醚酮99%，聚全氟乙丙烯；
2、对柱塞表面进行喷砂处理用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，金刚砂目数为46目，并清洗干燥；3、运用静电喷涂技术对柱塞表面均勻喷涂一层纯聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；4、将工件(即柱塞)置于烘箱中，温度控制在400°C，时间控制在10分钟，使涂料熔融；5、然后将工件从烘箱中取出，再运用静电喷涂技术趁热喷涂一层步骤1中所述的复合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重复步骤4;7、降温至300°C，再保温30分钟，最后冷却至室温。实施例3一种抽油泵柱塞的制备方法，包括以下步骤1、一种复合聚芳醚酮涂料的配置，该涂料包括以下以质量百分含量计的组分聚醚醚酮酮74%，聚四氟乙烯20%，A12036%，；2、对柱塞表面进行喷砂处理用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，金刚砂目数为80目，并清洗干燥；3、运用静电喷涂技术对柱塞表面均勻喷涂一层纯聚醚醚酮酮涂料，厚度在60 100微米；4、将工件(即柱塞)置于烘箱中，温度控制在385°C，时间控制在15分钟，使涂料熔融；5、然后将工件从烘箱中取出，再运用静电喷涂技术趁热喷涂一层步骤1中所述的复合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重复步骤4;7、降温至260°C，再保温90分钟，最后随炉冷却至室温。实施例4一种抽油泵柱塞的制备方法，包括以下步骤1、一种复合聚芳醚酮涂料的配置，该涂料包括以下以质量百分含量计的组分聚醚醚酮酮93 %，聚全氟乙丙烯1 %，MoS26 % ；2、对柱塞表面进行喷砂处理用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，金刚砂目数为46目，并清洗干燥；3、运用静电喷涂技术对柱塞表面均勻喷涂一层纯聚醚醚酮酮涂料，厚度在60 100微米；4、将工件(即柱塞)置于烘箱中，温度控制在390°C，时间控制在10分钟，使涂料熔融；5、然后将工件从烘箱中取出，再运用静电喷涂技术趁热喷涂一层步骤1中所述的复合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；6、重复步骤4;7、降温至240°C，再保温90分钟，最后冷却至室温。实施例5
一种抽油泵柱塞的制备方法，包括以下步骤
1、一种复合聚芳醚酮涂料的配置，该涂料包括以下以质量百分含量计的组分聚醚醚酮89%，聚全氟乙丙烯10%，SiC 1% ；
2、对柱塞表面进行喷砂处理用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，金刚砂目数为46目，并清洗干燥；
3、运用静电喷涂技术对柱塞表面均勻喷涂一层纯聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；
4、将工件(即柱塞)置于烘箱中，温度控制在395°C，时间控制在10分钟，使涂料熔融；
5、然后将工件从烘箱中取出，再运用静电喷涂技术趁热喷涂一层步骤1中所述的复合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；
6、重复步骤4;
7、降温至240°C，再保温90分钟，最后冷却至室温。
实施例6
一种抽油泵柱塞的制备方法，包括以下步骤
1、一种复合聚芳醚酮涂料的配置，该涂料包括以下以质量百分含量计的组分聚醚醚酮87%，聚全氟乙丙烯10%，CuS 3% ；
2、对柱塞表面进行喷砂处理用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，金刚砂目数为46目，并清洗干燥；
3、运用静电喷涂技术对柱塞表面均勻喷涂一层纯聚醚醚酮涂料，厚度在60 100 微米；
4、将工件(即柱塞)置于烘箱中，温度控制在395°C，时间控制在15分钟，使涂料熔融；
5、然后将工件从烘箱中取出，再运用静电喷涂技术趁热喷涂一层步骤1中所述的复合聚芳醚酮涂料，厚度在40 100微米；
6、重复步骤4;
7、降温至220°C，再保温50分钟，最后冷却至室温。权利要求
1.一种防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法，有以下步骤1)配置复合聚芳醚酮粉末涂料，有以下以质量百分含量计的组分聚芳醚酮70 99%，氟树脂1 30%，无机颗粒0 6% ；2)对柱塞表面进行喷砂处理用喷砂机向表面喷金刚砂，除去表面氧化层，并清洗干燥；3)运用静电喷涂技术对柱塞表面喷涂一层纯聚芳醚酮粉末涂料，静电喷涂条件如下 静电高压40 90kV，静电电流10-20 μ Α,供粉气压0. 25 0. 55MPa，二次进风气压0. 25 0. 45MPa，流化气压0. 04 0. lOMPa，工件距喷枪口 150 300mm ；4)将表面喷涂纯聚芳醚酮粉末涂料的柱塞置于烘箱中，温度控制在370 400°C，使纯聚芳醚酮粉末涂料熔融；5)然后将柱塞从烘箱中取出，按步骤3的静电喷涂条件再趁热静电喷涂一层复合聚芳醚酮粉末涂料；6)重复步骤4，使复合聚芳醚酮粉末涂料熔融；7)降温至220 300°C，再保温30 90分钟，最后冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法，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，粒径在30 150 μ m之间；所述的氟树脂，是聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯，粒径在3 20 μ m之间；所述的无机颗粒，是MoS2、A1203、SiC 或CuS，粒度为微米级和/或纳米级。
3.根据权利要求1或2所述的防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法，其特征是，2) 步骤喷砂处理中，金刚砂目数为30 80目；幻步骤中，喷涂的纯聚芳醚酮粉末涂料厚度在 60 100微米；4)步骤中，纯聚芳醚酮粉末涂料熔融时间在10 30分钟力)步骤中，喷涂的复合聚芳醚酮粉末涂料厚度在40 100微米。
全文摘要
本发明的一种防腐耐磨防结垢抽油泵柱塞的制备方法属于石油设备加工的技术领域。复合聚芳醚酮粉末涂料的组分为聚芳醚酮70～99％，氟树脂1～30％，无机颗粒0～6％；制备方法有对柱塞表面进行喷砂处理、运用静电喷涂技术对柱塞表面喷涂一层纯聚芳醚酮粉末涂料、置于烘箱中纯聚芳醚酮粉末涂料熔融、再趁热静电喷涂一层复合聚芳醚酮粉末涂料并置于烘箱中熔融、在220～300℃保温30～90分钟再冷却至室温。本发明工艺流程可以合理控制，操作简单；涂层附着力好、防腐蚀性能优异、耐磨不粘性能优异；柱塞使用寿命提高、检泵的工作量降低，从而达到降低采油成本节约采油时间的最终目的。
文档编号B05D3/00GK102500537SQ20111036609
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者代中明, 关绍巍, 姜振华, 岳喜贵, 王贵宾, 祝世洋 申请人:吉林大学