專利名稱：自鎖減振型復(fù)合增韌陶瓷缸套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于石油鉆井中、特別是用于鉆井提速、高壓鉆井中的自鎖減振型復(fù)合增韌陶瓷缸套。
技術(shù)背景在石油鉆井中，泥漿被稱為鉆井的血液，泥漿泵則是循環(huán)血液的“心臟”，泥漿泵必須連續(xù)高效地向井底泵送高壓泥漿，以完成泥漿在鉆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，鉆井中頻繁更換泥漿泵缸套，必然嚴重影響鉆井的時效和完井周期。目前國內(nèi)使用的泥漿泵缸套主要有雙金屬缸套、鍍鉻缸套、內(nèi)表面淬火缸套，其中廣泛使用的是高鉻鑄鐵內(nèi)襯的雙金屬缸套。這些缸套無法滿足不斷發(fā)展的鉆井工藝要求， 已成不爭的事實。雖然，近年一些行業(yè)外的陶瓷材料公司相繼開發(fā)了氧化鋁陶瓷缸套和氧化鋯陶瓷缸套，但限于對石油鉆井工藝和油田機械裝備的專業(yè)知識和經(jīng)驗的缺乏，僅僅簡單地用通用氧化鋁材料制成陶瓷內(nèi)襯或通用氧化鋯材料制成陶瓷內(nèi)襯替換了高鉻鑄鐵內(nèi)襯，在現(xiàn)場試驗中就出現(xiàn)了脫套、破裂、剝層、早期磨損和廢活塞等等問題，沒有達到現(xiàn)代高壓、高速鉆井中對泥漿泵缸套耐高壓、高耐磨、高壽命和防腐蝕的要求，尤其在深井鉆探、海上和海外石油開發(fā)鉆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(fā)鉆井現(xiàn)場推廣使用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種在石油開發(fā)鉆井中使用的、具有耐高壓、高耐磨、 高壽命和防腐蝕的自鎖減振型復(fù)合增韌陶瓷缸套。本實用新型是這樣實現(xiàn)的。自鎖減振型復(fù)合增韌陶瓷缸套產(chǎn)品由8項適于應(yīng)用的新的技術(shù)方案構(gòu)成1.陶瓷內(nèi)襯采用亞納米和納米多相復(fù)合陶瓷材料制造，陶瓷基體利用高分子晶須、纖維與氧化鋯進行復(fù)合增強，利用相變和微裂紋的原理進行復(fù)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.缸套外殼采用高強度耐腐蝕合金結(jié)構(gòu)鋼鍛造和制作，保證安裝和使用的可靠性；3.裝配內(nèi)徑經(jīng)預(yù)先施加預(yù)應(yīng)力處理，來平衡使用中的高泵壓；4.陶瓷內(nèi)襯和缸套外殼采用低溫平衡熱裝，可減少安裝應(yīng)力、改善均衡受壓狀態(tài)，提高產(chǎn)品合格率；5.缸套的前端設(shè)計有安裝保護環(huán)，以防止缸套和活塞安裝時對陶瓷內(nèi)襯的破壞；6.缸套的尾部采用防脫出結(jié)構(gòu)和減振高分子復(fù)合材料構(gòu)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.使用熱膨脹系數(shù)較大的高分子復(fù)合材料來制作自鎖環(huán)，利用工作時產(chǎn)生的溫升進行自鎖，防止工作中脫套；8.缸套外殼內(nèi)孔刷鍍純銅，保證陶瓷內(nèi)襯和缸套外殼裝配時充分貼合，使陶瓷內(nèi)襯裝配后均勻受力，并能防止工作時陶瓷內(nèi)襯的應(yīng)力集中。本實用新型的有益效果是，多項新技術(shù)組合能使自鎖減振型復(fù)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(yōu)點，又具有安裝和使用的可靠性，完全能夠滿足深井鉆探、海上和海外石油開發(fā)鉆探的使用要求。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)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(jié)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(huán)2、固定銷釘3、陶瓷內(nèi)襯4、自鎖減振環(huán)5組成。其結(jié)構(gòu)、組裝關(guān)系如下缸套外殼1的前端安裝有安裝保護環(huán)2，安裝保護環(huán)2與缸套外殼1采用熱裝的形式并用固定銷釘3固定。陶瓷內(nèi)襯4安裝在缸套外殼1 內(nèi)，裝配方法也采用熱裝的形式。自鎖減振環(huán)5安裝在缸套外殼1的尾部，缸套外殼1的尾部內(nèi)表面制有防倒退的馬牙鋸齒結(jié)構(gòu)，自鎖減振環(huán)5以過盈配合的方式壓入缸套外殼1內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于石油鉆井中的自鎖減振型復(fù)合增韌陶瓷缸套，包括陶瓷內(nèi)襯和缸套外殼， 其特征在于陶瓷內(nèi)襯采用亞納米和納米多相復(fù)合陶瓷材料制造，缸套外殼采用合金結(jié)構(gòu)鋼鍛造和制作，裝配內(nèi)徑經(jīng)預(yù)先施加預(yù)應(yīng)力處理，陶瓷內(nèi)襯和缸套外殼采用低溫平衡熱裝， 缸套的前端設(shè)計有安裝保護環(huán)，缸套的尾部采用防脫出結(jié)構(gòu)，使用高分子復(fù)合材料來制作自鎖環(huán)，缸套外殼內(nèi)孔刷鍍純銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自鎖減振型復(fù)合增韌陶瓷缸套，其特征在于該陶瓷缸套由缸套外殼(1)、安裝保護環(huán)O)、固定銷釘(3)、陶瓷內(nèi)襯G)、自鎖減振環(huán)(5)組成，缸套外殼(1)的前端安裝有安裝保護環(huán)O)，安裝保護環(huán)(2)與缸套外殼(1)采用熱裝的形式并用固定銷釘(3)固定，陶瓷內(nèi)襯(4)安裝在缸套外殼(1)內(nèi)，裝配方法也采用熱裝的形式，自鎖減振環(huán)( 安裝在缸套外殼(1)的尾部，缸套外殼(1)的尾部內(nèi)表面制有防倒退的馬牙鋸齒結(jié)構(gòu)，自鎖減振環(huán)5以過盈配合的方式壓入缸套外殼(1)內(nèi)。
專利摘要本實用新型涉及一種用于石油鉆井中、特別是用于鉆井提速、高壓鉆井中的自鎖減振型復(fù)合增韌陶瓷缸套，由缸套外殼1、安裝保護環(huán)2、固定銷釘3、陶瓷內(nèi)襯4、自鎖減振環(huán)5組成。本實用新型的優(yōu)點是，多項新技術(shù)組合能使自鎖減振型復(fù)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征，又具有安裝和使用的可靠性，完全能夠滿足深井鉆探、海上和海外石油開發(fā)鉆探的使用要求。
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(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者朱桂華, 李闊, 焦洋 申請人:北京金麟石油技術(shù)有限公司, 盤錦國強石油裝備制造有限公司