一种新型耐腐蚀、耐磨损金属陶瓷泥浆泵缸套的制作方法

本实用新型涉及高性能金属陶瓷材料技术领域，具体涉及一种新型耐腐蚀、耐磨损金属陶瓷泥浆泵缸套。

背景技术：

在石油工业的生产中，泥浆泵是石油钻井、地质勘探工作台的“心脏”，负责将钻机的血液(泥浆)输送到井下，完成物质和能量的传递，而泥浆泵缸套是泥浆泵的重要组成部件，用来储存泥浆、承受泥浆压力，使往复式活塞在缸套内做往复运动来完成吸取、排出泥浆的功能。

目前使用的泥浆泵缸套主要为双金属缸套和陶瓷缸套两种，随着油气钻探技术朝向沙漠、荒原、深井、硬岩地、海洋等较为恶劣环境下展开，由于金属缸套的耐腐蚀性和耐磨性较差，工况恶劣的工作环境使得双金属缸套的使用寿命极短，而陶瓷缸套在高压下容易脱落或粉碎，不能达到理想的效果。此外，缸套的外缸套和内缸套一般采用过盈配合的方式进行装配，容易出现配合过紧、内衬破碎，或者配合过松、内衬容易脱落的问题，且使用过程中缸套的外缸套一般不易损坏，内缸套一旦发生一定程度的磨损或刺漏就需要更换，现有的内缸套和外缸套装配方式造成内缸套难以取出，导致内缸套一旦磨损就需要将内缸套和外缸套全部进行更换，维护成本较高。

因此，急需要研究开发出一种耐腐蚀、耐磨损，且内缸套容易进行更换，重复利用率高的泥浆泵缸套。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种耐腐蚀、耐磨损，使用寿命长，可重复利用的金属陶瓷泥浆泵缸套。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种新型耐腐蚀、耐磨损金属陶瓷泥浆泵缸套，包括外缸套、内缸套和金属陶瓷镀层，所述外缸套和所述内缸套均呈圆筒状，所述内缸套内侧壁设有金属陶瓷镀层；

所述内缸套外侧壁上沿圆周方向均匀设置有多个限位块，所述外缸套上设有多个与所述限位块相配合的倒t型限位槽，所述限位块与所述倒t型限位槽一一对应，所述倒t型限位槽包括沿所述外缸套轴向设置的滑轨和定位腔，所述滑轨自所述外缸套顶部向下延伸，所述定位腔垂直设置于所述滑轨底部，所述限位块可沿着所述滑轨上下滑动并进入到定位腔中进行卡合固定，所述定位腔至所述外缸套顶部的垂直距离与所述限位块至所述内缸套顶部的垂直距离相等；

所述金属陶瓷镀层由金属过渡层和陶瓷面层组成，所述金属过渡层的厚度为50-100μm，所述陶瓷面层的厚度为200-300μm。

进一步地改进在于，所述金属陶瓷镀层选用超音速火焰喷涂工艺加工而成，喷涂粉末选用nicraly、cocraly、fecraly中的一种或几种；所述陶瓷面层选用等离子喷涂工艺加工而成，喷涂粉末选用al2o3-zro2复合粉末。采用直接在内缸套内侧壁喷涂金属陶瓷镀层和陶瓷面层的方式，不需要进行额外的装配步骤，同时采用特殊的材料，极大地提升了内缸套的机械强度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳特，延长内缸套的使用寿命，降低更换频率。

进一步地改进在于，所述内缸套外侧壁上设置有三个限位块，所述外缸套上相应的位置上设置有三个与其相配合的倒t型限位槽。当活塞在缸套内做往复运动时，均匀分布于外缸套外侧壁上的三个限位块可以分摊内缸套的受力，提升内缸套的受力强度，进一步提升了内缸套的使用寿命。

进一步地改进在于，所述定位腔内侧壁上设置有不连续的凸肋。可以增加内缸套外侧壁上限位块与外缸套上定位腔的摩擦，提升使用时外缸套与内缸套卡合的牢固性和稳定性。

进一步地改进在于，所述外缸套上设置有四个装配槽，所述装配槽内设置有密封圈，所述外缸套上端左右两侧对称设置有装配凸台。通过在外缸套上装配凸台实现了对缸套装配时的深度进行定位，配合装配槽使用进一步保证了缸套与泥浆泵装配后的稳定性。

进一步地改进在于，所述外缸套采用玻璃钢材质，所述外缸套的管壁厚度为240-260mm。通过使用玻璃钢作为外缸套，在提供足够强度和韧性的同时，防止缸套的腐蚀，减轻了缸套的质量，减少了安装和更换时的劳动强度。

进一步地改进在于，所述内缸套采用高铬铸铁材质，所述内缸套的管壁厚度为120-150mm。

本实用新型具有如下的有益效果：

(1)本实用新型中，通过内缸套外侧壁上的多个限位块与外缸套上的倒t型限位槽卡合配合，将内缸套与外缸套进行牢固固定，有效的防止内缸套与外缸套之间上下的相互滑移，提升使用时的稳定性，确保运行效率和工作人员的安全；

(2)通过在内缸套内表面喷涂金属过渡层和陶瓷面层保护层，金属过渡层能够提高内缸套与陶瓷面层的结合力，避免陶瓷面层在使用过程中发生脱落的现象，采用特殊材料喷涂形成的陶瓷面层具有优异的耐磨损和耐腐蚀性能，减少了缸套的更换次数，且能避免对内缸套的磨损；

(3)当内缸套磨损达到一定程度时候，只需要将内缸套与外缸套进行一定角度的转动，即可将内缸套沿外缸套上的滑轨取出，再安装与外缸套型号相匹配的内缸套即可重复使用，整个操作过程方便快速，内缸套经取出后，只需要在内表面喷涂金属陶瓷镀层恢复到相应的标准尺寸，可以对内缸套进行重复使用，节省了成本。

本实用新型中的泥浆泵缸套结构和生产工艺简单，耐腐蚀性和耐磨性好，使用寿命较现有的缸套显著延长，且可以重复使用，降低了整体成本和维修费用。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型中金属陶瓷泥浆泵缸套的整体结构图；

图2为图1中a处的局部放大图；

图3为本实用新型中内缸套的俯视图；

图4为本实用新型中金属陶瓷泥浆泵缸套的剖视图；

图5为图4中b处的局部放大图；

其中，具体附图标记如下：外缸套1，倒t型限位槽11，滑轨12，定位腔13，凸肋14，装配槽15，装配凸台16，内缸套2，限位块21，金属陶瓷镀层3，金属过渡层31，陶瓷面层32。

具体实施方式

如图1和图5所示，本实用新型提供一种新型耐腐蚀、耐磨损金属陶瓷泥浆泵缸套，包括外缸套1、内缸套2和金属陶瓷镀层3，外缸套1和内缸套2均呈圆筒状，内缸套2内侧壁设有金属陶瓷镀层3。内缸套2外侧壁上沿圆周方向均匀设置有多个限位块21，外缸套1上设有多个与限位块21相配合的倒t型限位槽11，限位块21与倒t型限位槽11一一对应，本实施例中内缸套2外侧壁上设置有三个限位块21，外缸套1上相应的位置上设置有三个与其相配合的倒t型限位槽11。倒t型限位槽11包括沿外缸套1轴向设置的滑轨12和定位腔13，滑轨12自外缸套1顶部向下延伸，定位腔13垂直设置于滑轨12底部，限位块21可沿着滑轨12上下滑动并进入到定位腔13中进行卡合固定，定位腔13内侧壁上设置有不连续的凸肋14，可以增加内缸套2外侧壁上限位块21与外缸套1上定位腔13的摩擦，提升使用时外缸套1与内缸套2卡合的牢固性和稳定性，定位腔13至外缸套1顶部的垂直距离与限位块21至内缸套2顶部的垂直距离相等，保证了内缸套2与外缸套1卡合固定后，端面保持齐平状态。使用时，将内缸套2上的限位块21与外缸套1上的滑轨12相对齐，然后将内缸套2通过滑轨12推进外缸套1内，限位块21到达滑轨12底部时，再旋转内缸套2，内缸套2上的限位块21进入到定位腔13中，将内缸套2与外缸套1进行牢固固定，有效的防止内缸套2与外缸套1之间上下的相互滑移，提升使用时的稳定性。其中，金属陶瓷镀层3由金属过渡层31和陶瓷面层32组成，金属陶瓷镀层3选用超音速火焰喷涂工艺加工而成，喷涂粉末选用nicraly、cocraly、fecraly中的一种或几种，金属过渡层31的厚度为50-100μm；陶瓷面层32选用等离子喷涂工艺加工而成，喷涂粉末选用al2o3-zro2复合粉末，陶瓷面层32的厚度为200-300μm。通过在内缸套2内表面喷涂金属过渡层31和陶瓷面层32保护层，金属过渡层31能够提高内缸套2与陶瓷面层32的结合力，避免陶瓷面层32在使用过程中发生脱落的现象，采用特殊材料喷涂形成的陶瓷面层32具有优异的耐磨损和耐腐蚀性能，延长内缸套2的使用寿命，减少了缸套的更换次数，且能避免对内缸套2的磨损。当内缸套2磨损达到一定程度时候，只需要将内缸套2与外缸套1进行一定角度的转动，即可将内缸套2沿外缸套1上的滑轨12取出，再安装与外缸套1型号相匹配的内缸套2即可重复使用，整个操作过程方便快速；内缸套2经取出后，只需要在内表面喷涂金属陶瓷镀层3恢复到相应的标准尺寸，可以对内缸套2进行重复使用，节省了成本。

其中，外缸套1上设置有四个装配槽15，装配槽15内设置有密封圈，外缸套1上端左右两侧对称设置有装配凸台16。通过在外缸套1上装配凸台16实现了对缸套装配时的深度进行定位，配合装配槽15使用进一步保证了缸套与泥浆泵装配后的稳定性。

其中，外缸套1采用玻璃钢材质，外缸套1的管壁厚度为240-260mm。通过使用玻璃钢作为外缸套1，在提供足够强度和韧性的同时，防止缸套的腐蚀，减轻了缸套的质量，减少了安装和更换时的劳动强度。内缸套2采用高铬铸铁材质，内缸套2的管壁厚度为120-150mm。

本实用新型中的泥浆泵缸套结构和生产工艺简单，耐腐蚀性和耐磨性好，使用寿命较现有的缸套显著延长，且可以重复使用，降低了整体成本和维修费用。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。