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用于抽油泵柱塞的固體薄膜涂層

701   編輯:中冶有色網   來源:西南石油大學  
2023-10-31 16:31:17
1.本發明涉及一種用于抽油泵柱塞的固體薄膜涂層,其主要應用于提高油泵柱塞的硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及使用壽命。 背景技術: 2.石油是一次能源,不可再生,是人類發展過程中的重要儲備資源,在開采石油過程中,抽油泵是不可或缺的重要裝備,抽油泵根據其結構可分為管式泵、桿式泵兩類,其中管式抽油系統應用最為廣泛,我國每年對管式泵的需求約為15~30萬臺。目前,隨著目前對石油開采強度的增加,國內大部分油井出現了高含砂、高含水等不利于抽油泵作業的情況。地層條件的惡化,導致柱塞與泵筒的摩擦由潤滑摩擦變為干摩擦,柱塞與泵筒間的摩擦磨損嚴重,在柱塞的表面出現大量的劃痕,使得泵的效率下降,甚至短期停產。 3.為了提高抽油泵的使用壽命,降低含砂量增加導致的嚴重磨損,國內外做了大量研究,其主要從改良柱塞表面材質、增加控砂槽裝置等措施。在改良柱塞表面材質方面,主要以在柱塞表面鍍鉻、滲氮、噴涂金屬陶瓷等方式。雖然這取得了一定的成績,但由于其成本高,材質脆性增加,成果還停留在理論階段,并未實際解決在高含砂、高含水環境中的柱塞耐磨性差、使用壽命短等問題。 4.相對于噴涂金屬粉末和涂鉻而言,類金剛石薄膜是在沒有任何油或化學添加劑的情況下便具有低摩擦特性和良好的抗磨特性,另外,類金剛石薄膜還具有高硬度以及對金屬的良好粘附性能等特性,在柱塞表面制備類金剛石薄膜不僅可以提高柱塞的表面硬度,還使得柱塞表面獲得更小的摩擦系數以及與泵筒的粘附,在極大程度上提高了抽油泵的工作效率、使用壽命。 技術實現要素: 5.本發明所要解決的技術問題是提供一種用于抽油泵柱塞固體薄膜涂層。 6.為解決上述問題,本發明所述的一種用于抽油泵柱塞的固體薄膜涂層,其特征在于:該固體涂層通過微波等離子體化學氣相沉積積技術在金屬表面制得。 7.所述固體涂層是指采用微波等離子體化學氣相沉積積技術在金屬表面沉積納米級類金剛石薄膜,沉積30~60min,向腔體內通入30ml/min的甲烷(ch4)和150ml/min的氫氣(h2),調節諧振腔內壓力在800pa,控制氣壓浮動范圍在 ± 0.05pa,輸入頻率為2.45ghz,功率為600w的微波,持續60~120min,既得1~3μm的類金剛石薄膜。 8.所述金屬表面是指在柱塞表面經過無水酒精溶液中超聲清洗后,將tin過渡層采用旋轉磁控電弧離子鍍技術沉積在柱塞表面,以純度為99
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