一種表面改性涂層減磨油桿扶正器的制作方法

本發明涉及油桿扶正器，具體涉及表面改性涂層減磨油桿扶正器。
背景技術：
：為減小抽油桿和油管之間的磨損，現有的抽油桿在易磨損的部位加裝抽油桿扶正器，而目前常用的幾種扶正器，如滾輪扶正器、柱狀扶正器或卡箍式扶正器，只是考慮從設計結構上減小磨阻，雖取得一定效果，但現場由于磨損嚴重，在長慶油田每年修井作業中仍有超過33％的油井因此類事故而修井，既增加了成本，又影響了油井產量。技術實現要素：針對
背景技術：
中存在的問題，本發明的目的在于提出一種表面改性涂層減磨油桿扶正器,在扶正器的扶正套上涂抹一層表面改性保護涂層,從而大大降低了其摩擦系數，讓扶正器達到最大的扶正防磨效果。為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案予以實現:一種表面改性涂層減磨抽油桿扶正器,包括接箍,連接于接箍前端的桿體,套設于所述桿體上的扶正套；所述扶正套的外表面涂設有表面改性涂層,所述表面改性涂層由質量百分比的以下材料組成:10～27％復合固體自潤滑材料、20～30％環氧樹脂、28～30％溶劑、1～3％納米氧化鋁、0.5～2％偶聯劑、10～25％固化劑。優選的，所述表面改性涂層由質量百分比的以下材料組成：22％復合固體自潤滑材料、25％環氧樹脂、30％溶劑、1％納米氧化鋁、2％偶聯劑、20％固化劑。優選的，所述復合固體自潤滑材料由質量百分比的以下組分組成：15％～30％的鎳鉻合金；40％～60％的碳化鉻；10％～20％的二硫化鎢；10％～20％的氟化鈣。優選的，所述復合固體自潤滑材料由質量百分比的以下組分組成：25％的鎳鉻合金；35％的碳化鉻；18％的二硫化鎢；22％的氟化鈣。優選的，所述溶劑為苯、甲苯、二甲苯、煤油、柴油中的一種。優選的，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑。優選的，所述固化劑為四乙烯五胺。優選的，所述表面改性涂層的厚度10-60μm。優選的，所述扶正套由增強尼龍材料制成。優選的，所述接箍采用鎳基耐磨合金制成。本發明的有益效果：本發明在油桿扶正套的外表面增加表面改性涂層，使扶正器摩擦系數降低至0.01以下，最大限度的發揮出扶正器扶正防磨的作用，同時這種防護涂層還有較好的防腐效果，極大的延長了抽油桿管柱的使用壽命和油井檢泵周期。附圖說明圖1為本發明扶正器的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步說明：實施例1如圖1所示,本實施例提供的一種表面改性涂層減磨抽油桿扶正器,包括接箍1,連接于所述接箍1前端的桿體2,套設于所述桿體2上的扶正套3；所述扶正套3的外表面涂設有表面改性涂層,所述表面改性涂層由質量百分比的以下材料組成：10～27％復合固體自潤滑材料、20～30％環氧樹脂、28～30％溶劑、1～2％納米氧化鋁、0.5％～2％偶聯劑、10～25％固化劑。本發明在油桿扶正器的扶正套上增加一層表面改性涂層，該表面改性涂層提高了油桿扶正器自潤滑耐磨、耐沖擊、高承載、抗燒蝕、防粘、防腐及耐高溫低溫等多功能一體化性能。在抽油桿隨抽油機上下沖程運行過程中減小了抽油桿及油管之間的摩擦，最大限度發揮抽油桿扶正器扶正防磨的作用，保護了抽油桿管柱，從而達到延長檢泵周期的目的。實施例2在實施例1的基礎上，所述表面改性涂層由量百分比的以下材料組成：22％復合固體自潤滑材料、25％環氧樹脂、30％溶劑、1％納米氧化鋁、2％偶聯劑、20％固化劑。在表面改性涂層中，所述復合固體自潤滑材料可有效克服扶正套的非均勻磨損，明顯改善摩擦副的磨合狀態，具有結構合理，性能可靠穩定的優點。所述環氧樹脂固化后具有良好的物理和化學性質，他對金屬和非金屬表面都有良好粘結強度，硬度高，耐磨性好。所述偶聯劑用以對納米氧化鋁進行改性形成改性納米氧化鋁；并用以聯接環氧樹脂，在納米氧化鋁與環氧樹脂之間架起橋梁，使納米氧化鋁與環氧樹脂間形成完整的界面，提高有機和無機的結合率，從而使表面改性涂層硬度和耐磨提高，抑制裂紋的發展，減輕了材料的破壞。由于固化劑的固化過程是不可逆的，將其噴涂在油桿扶正器的扶正套上，可以起到減磨防腐的作用。本實施例2中的表面改性涂層，經試驗可得其性能參數，如下表一所示：摩擦系數涂層附著力耐高溫性能耐油介質性能＜0.011級長期使用溫度＜280℃涂層不起泡、不脫落由上表一可知，表面改性涂層的涂層附著力符合GB/T1720的要求；耐油介質性能符合GB/T9274的要求。實施例3在實施例1的基礎上，所述表面改性涂層由質量百分比的以下材料組成：25％復合固體自潤滑材料、20％環氧樹脂、30％溶劑、3％納米氧化鋁、2％偶聯劑、20％固化劑。經試驗可得本實施例3中用到的表面改性涂層各項性能參數均滿足規范要求。實施例4在實施例1的基礎上，所述表面改性涂層由質量百分比的以下材料組成：17％復合固體自潤滑材料、28％環氧樹脂、28％溶劑、1.5％納米氧化鋁、0.5％偶聯劑、25％固化劑。經試驗可得本實施例4中用到的表面改性涂層各項性能參數均滿足規范要求。實施例5在實施例1的基礎上，所述表面改性涂層由質量百分比的以下材料組成：27％復合固體自潤滑材料、30％環氧樹脂、29％溶劑、2％納米氧化鋁、2％偶聯劑、10％固化劑。經試驗可得本實施例5中用到的表面改性涂層各項性能參數均滿足規范要求。實施例6在實施例1的基礎上，所述表面改性涂層由質量百分比的以下材料組成：10％復合固體自潤滑材料、30％環氧樹脂、30％溶劑、3％納米氧化鋁、2％偶聯劑、25％固化劑。經試驗可得本實施例6中用到的表面改性涂層各項性能參數均滿足規范要求。實施例7在實施例1的基礎上,所述復合固體自潤滑材料由質量百分比的以下組分組成：15％～30％的鎳鉻合金；40％～60％的碳化鉻；10％～20％的二硫化鎢；10％～20％的氟化鈣。在該復合固體自潤滑材料中，碳化鉻具有較高的強度、較高的硬度、較好的熱穩定性和優異的耐磨性能；鎳鉻合金具有優異的高溫耐磨性能和抗氧化性能，可作為碳化鉻的增韌相，為碳化鉻提供良好的支撐連接作用，同時，鎳鉻合金能夠增強碳化鉻與二硫化鎢和氟化鈣的相容性，提高得到的固體自潤滑復合材料的綜合性能：二硫化鎢和氟化鈣使得得到的固體自潤滑復合材料在室溫至600℃高溫的范圍內均具有優異的潤滑性能。本發明提供的固體自潤滑復合材料不僅具有優異的耐磨性，而且在室溫至600℃的溫度范圍內均具有良好的潤滑性能。本實施例7中提到的復合固體自潤滑材料的物理力學特性如下表二所示，表二復合固體自潤滑材料的物理力學特性密度(g/cm3)抗折強度(MPa)軟化點(℃)硬度(HB)0.5～0.1≥3.085～11010～21實施例8在實施例7的基礎上，所述復合固體自潤滑材料由質量百分比的以下組分組成：25％的鎳鉻合金；35％的碳化鉻；18％的二硫化鎢；22％的氟化鈣。實施例9在實施例1的基礎上，所述溶劑為苯、甲苯、二甲苯、煤油、柴油中的一種，優選二甲苯，溶解效果好。實施例10在實施例1的基礎上，所述偶聯劑是親水性和親油性同時存在的表面活性劑，具體為硅烷偶聯劑(又稱KH550)或者鈦酸酯偶聯劑，優選硅烷偶聯劑，硅烷偶聯劑既能與無機物中的羥基反應，又能與有機物中的長分子鏈相互作用起到偶聯的功效，從而將有機物和無機物連接起來，分散性好、價格低廉。實施例11在實施例1的基礎上，所述固化劑為四乙烯五胺或者三乙烯四胺，優選四乙烯五胺，它具有明顯的增強效果和分散作用。實施例12在實施例1的基礎上，所述表面改性涂層的厚度10-60μm，太薄容易失效，太厚對工藝要求高，不經濟；一般選擇50μm。而且還可以根據需要將涂層進行加工和修補，重復噴涂后其厚度最高可達120μm。實施例13為了符合規范要求，所述扶正套采用螺旋齒，齒數為4，螺旋角為20°，肩部倒角為60°，扶正套的外徑要略大于接箍的外徑，扶正器的基本規格尺寸符合《抽油桿扶正器》SY/T5832的要求。其中,螺旋齒是相對于直齒說的，好處有兩點，一是螺旋齒具有擾流的作用，有利于垢、蠟等贓物通過，減小油流阻力；二是增大總體的摩擦面積的同時，減小了偏磨的面積，使扶正器更加耐磨。實施例14在實施例1的基礎上，所述接箍1采用鎳基耐磨合金制成，鎳基耐磨合金不但耐磨性能強，還具有良好的抗氧化、防腐蝕性能,之所以防腐蝕是因為鎳基耐磨合金內含有鉻元素。所述桿體2采用合金結構鋼(又稱35CrMo)，合金結構鋼調質硬度257HB-283HB，材料符合GB/T1220的化學成分及機械性能的規定。所述扶正套3由增強尼龍材料制成,增強尼龍材料選用《抽油桿扶正器》SY/T5832-2002中提到的增強尼龍材料,該增強尼龍材料具有優良的性能,其性能如下表三所示，表三增強尼龍材料技術指標項目指標外觀光滑,無損傷彎曲強度,Mpa≥151缺口沖擊強度,kJ/m2≥19摩擦系數(油介質)≤0.018密度,kg/m31.3～1.4熱變形溫度,℃≥180顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。當前第1頁1 2 3