專利名稱：尼龍66包裹陶瓷芯塊扶正器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐磨損、防腐蝕尼龍66包裹陶瓷芯塊扶正器的結(jié)構(gòu)設計。
背景技術(shù)：
由于氧化物陶瓷具有良好的耐磨、耐腐蝕以及良好的機械性能，因此在諸多領(lǐng)域 已越來越多的選用氧化物陶瓷材料生產(chǎn)制造耐磨部件。過去這些耐磨部件多選用傳統(tǒng)氧化 鋁陶瓷材料制作，該種陶瓷材料能滿足一般工作環(huán)境下對其耐磨性能的要求。但近年來隨 著陶瓷技術(shù)的進步與發(fā)展，在某些領(lǐng)域用傳統(tǒng)氧化鋁陶瓷制作的陶瓷部件，其耐磨性和機 械強度已經(jīng)不能滿足工作要求，必須采用強度更高、耐磨性更好的陶瓷材料。氧化鋯增韌氧 化鋁陶瓷材料(簡稱ZTA)，主要是在氧化鋁基體中引入一定量的相變材料氧化鋯所形成的 一種復相陶瓷材料。這種復相材料即保持了氧化鋁陶瓷高硬度的特點，又顯現(xiàn)出氧化鋯陶 瓷高韌性、高強度的特性。 扶正器是采油機械中用來保護抽油桿和桿接箍磨損的重要結(jié)構(gòu)件，在服役過程中 不僅受到井液的腐蝕，在斜井和水平井采油過程中和抽油管還經(jīng)常發(fā)生嚴重偏磨。扶正器 失效后，使桿接箍和抽油桿直接摩擦，導致桿接箍的斷脫或抽油桿的磨斷。這些失效形式都 會造成油井的停產(chǎn)，因此，耐蝕性和耐磨性是決定其使用壽命的重要指標。目前國內(nèi)扶正器 材料多采用增強尼龍66、聚四氟乙烯等。增強尼龍66扶正器與普通J55、N80和P110鋼質(zhì) 油管配套使用時，表現(xiàn)出比較好的耐磨性和耐蝕性。但是與采用高溫自蔓延離心法制備的 陶瓷內(nèi)襯復合油管配套使用時，由于Al203陶瓷內(nèi)襯的硬度較高，介于HV1200-HV1300之間， 增強尼龍66在斜井和水平井中壽命很短，半個月至兩個月就會嚴重磨損失效。因此研究開 發(fā)與陶瓷內(nèi)襯復合油管配套使用的在耐磨性和耐蝕性方面具有更加明顯的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種耐磨損、防腐蝕的尼龍66包裹ZTA陶瓷芯塊扶正器。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種尼龍66包裹陶瓷芯塊扶正器，其特征在于抽 油桿上設有氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊，氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊中間為一拱形缺口 ， 兩端有通孔，尼龍66作為包裹體將氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊包裹其中并連接在抽油桿 上。 氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊的Zr02的含量為10% -20%，組織由A1203顆粒和位 于邊界上Zr02組成，硬度為HV1500-1600。氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊厚度為10-13mm，拱形處的最小厚度為8_10mm。 采用本發(fā)明的尼龍66包裹氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊扶正器的效果和優(yōu)點 1.提供了一種耐磨、耐腐蝕的扶正器，通過在尼龍66基體中增加耐磨的氧化鋯增
韌氧化鋁陶瓷芯塊的結(jié)構(gòu)設計，使扶正器具有較高的耐磨性和防腐蝕性能； 2.本發(fā)明在抽油桿上固定氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊后，即可采用注塑法在抽油
桿上制備本發(fā)明的扶正器，工藝過程簡單，生產(chǎn)效率高。
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3.本發(fā)明耐磨防腐效果明顯優(yōu)于普通尼龍66扶正器。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊定位夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

實施例1 參照圖l，本發(fā)明是在抽油桿3上設有四個氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊2隔90度
角均勻分布，氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊中間為一拱形缺口 ，兩端有通孔，四個氧化鋯增韌 氧化鋁陶瓷芯塊作為扶正器耐磨損的主體，尼龍66材料1作為包裹體，通過注塑方法將四
個氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊包裹其中并連接在抽油桿上。氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊的 Zr02的含量為10% ， A1203顆粒的含量為90% ，硬度為HV1500-1600，陶瓷芯塊的形狀為長條 狀，中間為一拱形缺口 ，長度為65mm，厚度為10mm，拱形處的最小厚度為8mm。
實施例2 結(jié)構(gòu)同實施例l，氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊的Zr02的含量為15%， A1203顆粒的 含量為85%，硬度為HV1500-1600，長度為70mm，厚度為12mm，拱形處的最小厚度為9mm。
實施例3 結(jié)構(gòu)同實施例1，氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊的Zr02的含量為20% ， A1203顆粒的 含量為80%，硬度為HV1500-1600，長度為75mm，厚度為13mm，拱形處的最小厚度為10mm。
參照圖2，制造方法如下 1、將定位夾具組裝到抽油桿上，注意夾具應能在桿上較自由地活動，表面太粗糙 或有明顯銹跡及氧化皮的桿，在安放處需用紗布或鈍銼輕修平整、打光，以去除鐵銹與氧化 皮，保證粘接質(zhì)量； 2、將氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊放到夾具的四個槽中； 3、膠粘法安裝準確定位，粘貼在抽油桿的桿臂上，用綁線或皮套將氧化鋯增韌氧 化鋁陶瓷芯塊鎖定在定位夾具上，10 30分鐘后，視膠凝固強化后，再拆去定位夾具，應及 時清理定位夾具上的殘膠，以免影響定位精度，出現(xiàn)費品，在注塑前將綁線夾斷、去除；
4、檢查應及時檢查氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊定位準確情況，氧化鋯增韌氧化 鋁陶瓷芯塊錯位超過2mm，或累計超差2mm，即為不合格； 5、將安好氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊的的抽油桿擺放到木架上，相互隔開放置不 得相碰； 6、粘接安裝氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊1小時后，將抽油桿放入注塑模的下模腔 中，細心對模，合模，注塑扶正器； 7、注塑抽油桿中部氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊時，抽油桿兩側(cè)需用支架支承，以 使抽油桿平穩(wěn)地落在下模腔內(nèi)，對正后，在閉合模具時，兩邊需用人撫著抽油桿體，以使其 平穩(wěn)，準確合模。
試驗例1 在MG2000銷-盤式磨損試驗機上進行磨損試驗，潤滑介質(zhì)為油田污水，通過直徑3mm的塑料管以20滴/min的流速滴在摩擦界面上。試樣為小6mm的銷，所用載荷為80N，滑 動速度為0. 4m/s，對摩盤為硬度為HV1600的氧化鋁磨盤，在80N的試驗載荷下，尼龍66的 磨損率為260X 10—4-360X 10—4mm3m—、增韌Al203陶瓷的磨損率為5. 5X 10—4_6. 5 X 10—4mm3m—、 磨損率為尼龍66的2% -3%。
試驗例2 進行尼龍66包裹陶瓷芯塊扶正器與陶瓷內(nèi)襯復合油管配副和尼龍66扶正器與普 通油管配副的對比磨損試驗。在滑動磨損試驗機上進行，陶瓷內(nèi)襯復合油管摩擦副的內(nèi)徑 為57mm，普通油管的內(nèi)徑為62mm，潤滑劑乳化液，將不同的材料的扶正器放入相應的油管 中，施加300N的載荷，進行往復運動，行程為0. 2m ;沖數(shù)為25次/min，摩擦距離為61. 2km。 尼龍66包裹陶瓷芯扶正器的磨損率是尼龍66扶正器磨損率的5% 。
權(quán)利要求
一種尼龍66包裹陶瓷芯塊扶正器，其特征在于抽油桿上設有氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊，氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊中間為一拱形缺口，兩端有通孔，尼龍66作為包裹體將氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊包裹其中并連接在抽油桿上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的尼龍66包裹陶瓷芯塊扶正器，其特征在于氧化鋯增韌氧化 鋁陶瓷芯塊的Zr02的含量為10% -20% ，組織由A1203顆粒和位于邊界上Zr02組成，硬度為 HV1500-1600。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的尼龍66包裹陶瓷芯塊扶正器，其特征在于氧化鋯增韌 氧化鋁陶瓷芯塊厚度為10-13mm，拱形處的最小厚度為8-10mm。
全文摘要
一種尼龍66包裹陶瓷芯塊扶正器，其特征在于抽油桿上設有氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊，氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊中間為一拱形缺口，兩端有通孔，尼龍66作為包裹體將氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊包裹其中并連接在抽油桿上。本發(fā)明通過在尼龍66基體中增加耐磨的氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷芯塊的結(jié)構(gòu)設計，使扶正器具有較高的耐磨性和防腐蝕性能；采用注塑法在抽油桿上制備本發(fā)明的扶正器，工藝過程簡單，生產(chǎn)效率高；耐磨防腐效果明顯優(yōu)于普通尼龍66扶正器。
文檔編號C04B35/10GK101775963SQ20101003083
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者仲光哲, 姜仁武, 孫世杰, 安健, 楊永利 申請人:楊永利