自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套的製作方法
2023-07-05 04:35:46 2
專利名稱：自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於石油鑽井中、特別是用於鑽井提速、高壓鑽井中的自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套。
技術背景在石油鑽井中，泥漿被稱為鑽井的血液，泥漿泵則是循環血液的「心臟」，泥漿泵必須連續高效地向井底泵送高壓泥漿，以完成泥漿在鑽井過程中水力破碎及攜帶巖屑、平衡地層壓力和泥化井壁等重要功能。而缸套是泥漿泵的重要部件，也是易損件，鑽井中頻繁更換泥漿泵缸套，必然嚴重影響鑽井的時效和完井周期。目前國內使用的泥漿泵缸套主要有雙金屬缸套、鍍鉻缸套、內表面淬火缸套，其中廣泛使用的是高鉻鑄鐵內襯的雙金屬缸套。這些缸套無法滿足不斷發展的鑽井工藝要求， 已成不爭的事實。雖然，近年一些行業外的陶瓷材料公司相繼開發了氧化鋁陶瓷缸套和氧化鋯陶瓷缸套，但限於對石油鑽井工藝和油田機械裝備的專業知識和經驗的缺乏，僅僅簡單地用通用氧化鋁材料製成陶瓷內襯或通用氧化鋯材料製成陶瓷內襯替換了高鉻鑄鐵內襯，在現場試驗中就出現了脫套、破裂、剝層、早期磨損和廢活塞等等問題，沒有達到現代高壓、高速鑽井中對泥漿泵缸套耐高壓、高耐磨、高壽命和防腐蝕的要求，尤其在深井鑽探、海上和海外石油開發鑽探中更不能滿足在使用性能方面的特殊需要，因此，無法在石油開發鑽井現場推廣使用。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種在石油開發鑽井中使用的、具有耐高壓、高耐磨、 高壽命和防腐蝕的自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套。本實用新型是這樣實現的。自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套產品由8項適於應用的新的技術方案構成1.陶瓷內襯採用亞納米和納米多相複合陶瓷材料製造，陶瓷基體利用高分子晶須、纖維與氧化鋯進行複合增強，利用相變和微裂紋的原理進行複合增韌，以增加陶瓷缸套使用時的強度、韌性、耐磨性、防腐性和壽命；2.缸套外殼採用高強度耐腐蝕合金結構鋼鍛造和製作，保證安裝和使用的可靠性；3.裝配內徑經預先施加預應力處理，來平衡使用中的高泵壓；4.陶瓷內襯和缸套外殼採用低溫平衡熱裝，可減少安裝應力、改善均衡受壓狀態，提高產品合格率；5.缸套的前端設計有安裝保護環，以防止缸套和活塞安裝時對陶瓷內襯的破壞；6.缸套的尾部採用防脫出結構和減振高分子複合材料構件組合，來減少缸套安裝時的震擊和使用中的振動及脫套；7.使用熱膨脹係數較大的高分子複合材料來製作自鎖環，利用工作時產生的溫升進行自鎖，防止工作中脫套；8.缸套外殼內孔刷鍍純銅，保證陶瓷內襯和缸套外殼裝配時充分貼合，使陶瓷內襯裝配後均勻受力，並能防止工作時陶瓷內襯的應力集中。本實用新型的有益效果是，多項新技術組合能使自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套在工作中既具有耐高壓、高耐磨、高壽命和防腐蝕的優點，又具有安裝和使用的可靠性，完全能夠滿足深井鑽探、海上和海外石油開發鑽探的使用要求。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型由以下實施例給出，
以下結合附圖予以說明。如圖1所示，本實用新型由缸套外殼1、安裝保護環2、固定銷釘3、陶瓷內襯4、自鎖減振環5組成。其結構、組裝關係如下缸套外殼1的前端安裝有安裝保護環2，安裝保護環2與缸套外殼1採用熱裝的形式並用固定銷釘3固定。陶瓷內襯4安裝在缸套外殼1 內，裝配方法也採用熱裝的形式。自鎖減振環5安裝在缸套外殼1的尾部，缸套外殼1的尾部內表面制有防倒退的馬牙鋸齒結構，自鎖減振環5以過盈配合的方式壓入缸套外殼1內。
權利要求1.一種用於石油鑽井中的自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套，包括陶瓷內襯和缸套外殼， 其特徵在於陶瓷內襯採用亞納米和納米多相複合陶瓷材料製造，缸套外殼採用合金結構鋼鍛造和製作，裝配內徑經預先施加預應力處理，陶瓷內襯和缸套外殼採用低溫平衡熱裝， 缸套的前端設計有安裝保護環，缸套的尾部採用防脫出結構，使用高分子複合材料來製作自鎖環，缸套外殼內孔刷鍍純銅。
2.根據權利要求1所述的自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套，其特徵在於該陶瓷缸套由缸套外殼(1)、安裝保護環O)、固定銷釘(3)、陶瓷內襯G)、自鎖減振環(5)組成，缸套外殼(1)的前端安裝有安裝保護環O)，安裝保護環(2)與缸套外殼(1)採用熱裝的形式並用固定銷釘(3)固定，陶瓷內襯(4)安裝在缸套外殼(1)內，裝配方法也採用熱裝的形式，自鎖減振環( 安裝在缸套外殼(1)的尾部，缸套外殼(1)的尾部內表面制有防倒退的馬牙鋸齒結構，自鎖減振環5以過盈配合的方式壓入缸套外殼(1)內。
專利摘要本實用新型涉及一種用於石油鑽井中、特別是用於鑽井提速、高壓鑽井中的自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套，由缸套外殼1、安裝保護環2、固定銷釘3、陶瓷內襯4、自鎖減振環5組成。本實用新型的優點是，多項新技術組合能使自鎖減振型複合增韌陶瓷缸套在工作中既具有耐高壓、高耐磨、高壽命和防腐蝕的特徵，又具有安裝和使用的可靠性，完全能夠滿足深井鑽探、海上和海外石油開發鑽探的使用要求。
文檔編號F04B53/16GK202182021SQ20112003688
公開日2012年4月4日 申請日期2011年2月12日 優先權日2011年2月12日
發明者朱桂華, 李闊, 焦洋 申請人:北京金麟石油技術有限公司, 盤錦國強石油裝備製造有限公司