压裂泵阀座激光熔覆研究及应用

为了得到符合要求的激光熔覆材料和工艺参数,对410不锈钢阀座基体进行激光熔覆Co基加WC金属陶瓷涂层处理,通过扫描电镜、硬度测试和摩擦磨损试验研究了激光熔覆粉末材料、工艺参数以及后续热处理对不锈钢表面熔覆层组织性能的影响。研究结果表明,以SD-1和SD-2为主体配置的粉末得到成型性良好的熔覆层,随着扫描速度增大,熔覆层硬度和裂纹敏感性增大;后续热处理能够明显降低HAZ硬度;熔覆层与基体结合紧密,与未处理试件相比,经过处理的熔覆层耐磨性大大提高。研究结果对于激光熔覆技术的现场应用具有一定的指导作用。     

激光熔覆金属陶瓷柱塞的研制

油田注水用高压柱塞泵柱塞服役工况恶劣,常用的喷焊Ni60+镍包WC金属陶瓷柱塞因涂层中及涂层与基体界面存在微观空隙和裂纹,易造成涂层块状剥落甚至大面积剥落,使涂层的设计性能未能充分发挥。研制的激光熔覆金属陶瓷柱塞,熔覆合金的优化组分是：C-Si-B-Re共晶合金粉末中加入30%WC粉末和25%TiC粉末;激光器窗口输出功率为2000～2400W,聚焦光斑直径35mm,扫描速度015～020m/min,扫描带搭接系数为03～04。现场试验表明,激光熔覆金属陶瓷柱塞的平均使用寿命达2700h,是喷焊柱塞的4～6倍。     

高频感应熔覆超音速火焰喷涂NiCrBSi涂层研究

用NiCrBSi自熔性合金粉末、采用超音速火焰喷涂和高频感应加热技术相结合,在35CrMo钢基体表面进行熔覆并制得涂层。利用光学显微镜（OM）和x射线衍射（XRD）分析技术观察和测定了熔覆层组织和相结构,并对其硬度和冲蚀磨损性能进行了测试。结果表明：熔覆后镍基涂层与基体形成了良好的冶金结合,层状结构消失,涂层硬度分布均匀,涂层耐冲蚀磨损能力约为HVOF涂层的3倍。     

金属间化合物对Cu基复合熔覆层磨损性能的影响

为了系统研究铜合金涂层中Fe含量对其微观组织和力学性能的影响,采用自制铜合金粉末在6061铝合金上进行激光熔覆试验,即在6061铝合金表面熔覆了不同Fe含量的铜基复合熔覆层。试验结果显示,不同Fe含量的熔敷层组织从底层到表面分别为平面晶体、柱状晶、胞状晶和等轴晶;合金涂层由AlCuNi、AlNi和金属间化合物相组成（即:FeAl和Fe3Al）。研究表明,熔敷层硬度和耐磨性随着FeAl和Fe3Al相含量的增加而相应提高,当w（Fe）=15%时,熔敷层的耐磨性达到最佳值。     

Cr_3C_2对激光熔覆Ni合金层组织和性能的影响

使用2kW连续波CO2激光器在45号钢表面激光熔覆Ni合金层及Ni合金中添加50％Cr3C2复合粉的复合涂层,并分析两种激光熔覆层的物相、组织和显微硬度。结果表明,在Ni基合金中添加50％Cr3C2复合粉,采用激光功率1．7kw、扫描速度5mm／s、光斑直径3mm的激光工艺熔覆,可获得良好的激光熔覆层;Ni／50％Cr3C2复合涂层的组织明显比Ni合金层的组织细化,其硬度达950～1200HV,比Ni合金层的显微硬度提高350～400HV。     

扫描速度对等离子熔覆WC增强镍基合金涂层组织与耐蚀性的影响

为了提高金属材料的表面性能,通过等离子熔覆技术,在低碳钢表面制备了35%WC+65%Ni60合金涂层,研究了不同扫描速度对涂层组织与耐蚀性的影响。涂层组织分析及电化学性能试验结果显示：WC-Ni合金涂层的表面光滑连续,并存在良好的冶金结合,其稀释率先减小后增加;涂层的底部组织由树枝晶和大尺寸的WC颗粒构成,顶部组织由树枝晶/等轴晶和微米级WC颗粒构成;随着扫描速度的增加,涂层组织由等轴晶向树枝晶转变;当扫描速度为120 mm/min时,涂层自腐蚀电位最高,自腐蚀电流密度最小,耐蚀性最好。研究表明,当涂层具有均匀的组织、尺寸小的WC颗粒和固溶越多的W元素时,涂层具有良好的耐蚀性。     

激光熔覆制备镍基选择性吸收涂层的研究

针对太阳能选择性吸收涂层成分及制备技术进行创新性研究,利用SYSWELD软件对镍基涂层熔覆温度场进行研究,通过对不同工艺参数模拟得到的温度场比较分析,得到合理的工艺参数为:激光功率P=900 W,扫描速度V=3 mm/s,光斑直径D=3 mm.利用激光熔覆技术,在316不锈钢基体上制备了镍基金属陶瓷单层涂层.研究表明,...     

激光工艺参数对Ni/Cr_3C_2复合涂层稀释率的影响

激光熔覆层的稀释率是决定熔覆层性能的重要参数。预置涂层厚度、激光功率和扫描速度对稀释率有很大影响，其中预置涂层厚度是决定复合涂层稀释率的最主要因素，预置涂层厚度越大，在基材表面形成“热屏蔽”效应越大，吸收的热量越多，则稀释率越低。涂层的稀释率随着激光功率的增大而增大，随着激光扫描速度的增大而减小，稀释率和激光工艺参数之间的关系可通过与能量密度之间的关系来综合描述。对于激光熔覆Ni／50％Cr3C2复合涂层，只有稀释率不超过10％时，才能保证涂层的性能，使涂层和基体之间形成良好的冶金结合。     

抽油杆、油管外表面高压无气喷涂技术

由于抽油杆、油管管径小,因而对其外防腐的机械化难度较大。介绍一种针对抽油杆、油管的外壁喷涂技术——高压无气喷涂技术。应用该技术喷涂的抽油杆、油管外壁光滑有亮泽,涂层均匀无流淌;所用涂料为液体涂料,涂层对抽油杆、油管起到了很好的保护作用,同时被涂表面美观、质量好。     

激光合成金属陶瓷抽油泵柱塞耐磨减磨机理

针对抽油泵泵筒与柱塞存在着严重的磨损和腐蚀失效问题,采用激光熔覆原位合成技术,制备了耐磨减磨耐蚀的金属陶瓷TiC/Ni复合涂层。借助于EPMA分析和磨损试验,研究了Mo对TiC/Ni涂层磨损性能的影响。研究结果表明,涂层中加入5%Mo,TiC晶粒细化,组织的均匀性改善,硬度和耐磨性提高,摩擦因数降低;加入10%Mo,TiC晶粒粗大,硬度和耐磨性下降。在TiC/Ni涂层中,Mo分别与TiC相和γ-Ni相扩散固溶,在TiC颗粒周围形成(Ti,Mo)C固溶体环形相,可以提高陶瓷相的界面结合力。熔覆层的耐磨机制为增强相的抗磨作用,磨损形貌为短而浅的犁沟。     

可夹持焊枪的氩弧焊自动焊接装置

针对人工焊接时由于焊接接头的熔深不同、焊缝宽度不同以及焊缝各处差异等人为因素所导致的焊接缺陷,设计了一种可夹持焊枪的氩弧焊自动焊接装置。介绍了可夹持焊枪的氩弧焊自动焊接装置的机械结构、控制模块及功能。该装置保证了稳定的焊接速度和焊接高度,实现了焊枪的三维移动和焊接过程的自动化,提高了焊接效率和焊接质量。利用此装置进行氩弧熔覆耐磨复合涂层的验证试验,试验结果表明该装置可实现组织均匀且与基底实现冶金结合的复合涂层,熔覆层硬度是基体Q235钢的6.4倍,耐磨性和表面质量良好。     

空心抽油杆扶正器摩擦副材料和工艺

在空心抽油杆扶正器外圈采用镶嵌自润滑复合材料、自润滑涂层或自润滑镀层, 可以减小空心抽油杆上下冲程阻力, 防止套管磨损, 提高整个抽油系统的效率。介绍了镍基、铁基、铝合金基等金属基自润滑复合材料, 浸渍金属碳石墨自润滑材料和聚合物基自润滑复合材料的摩擦学性能及制备工艺过程, 以及两种自润滑复合材料的镶嵌方式。列举了具有良好耐磨性和减摩性的等离子喷涂、真空熔结、高压静电喷涂、火焰喷涂和电弧喷涂, 以及自润滑镀层等技术。     

STUDY AND APPLICATION ON NON-METAL COMPOSITE COATDE OIL TUBE

油田进入高含水开发后期,针对抽油杆、油管偏磨严重影响油田正常生产,造成巨大经济损失的问题,研究应用了在油管内表面喷涂非金属复合涂层的技术.非金属复合涂层具有耐磨和抗腐蚀性能,可以有效解决抽油杆、油管偏磨,防止腐蚀性井液对油管管体的侵蚀;还可以减少抽油杆扶正器使用数量、减小抽油杆上行阻力,达到降低系统能耗、提高系统效率的目的.截止到2010年底,现场试验558口井,抽油杆、油管偏磨检泵率由应用前的42.0％下降到31.2％,投入产出比达到1:3.5;统计已经超出原偏磨周期的193口井,上次平均偏磨周期为316 d,到2011年5月底平均免修期已达到570 d,见到了很好的效果.     

W型曳引抽油机技术研究及现场应用

W型曳引抽油机以机架为载体,采用外转子稀土永磁同步电机为动力,由变频控制器提供变频后的低频电流供给外转子稀土永磁同步电机,使电机在超低转速下输出大扭矩。通过改变电流的频率可以改变电机的转速;改变电流的方向可以改变电机的转向。电机直接驱动安装在两侧的曳引轮,依靠正压力和摩擦力带动钢丝绳及动滑轮悬点载荷和配重作往复运动,进而带动抽油杆和抽油泵采油。通过多个油田试用,该机具有节能、减排、增效、控制自动化等显著技术特性,是近年来研发出来的较理想的新一代无游梁式抽油机。     

激光熔覆镍包石墨涂层技术在微球微电极井径组合测井仪上的应用

文章介绍了激光熔覆镍包石墨涂层技术,并采用该技术对微球微电极井径组合测井仪的弹簧金进行优化改进,从而降低仪器的故障率,提高仪器的测井效率.     

稀土铝合金及其涂层

文章介绍了稀土铝合金及其涂层的研究情况。研究表明，在铝中添加稀土元素，能显著细化合金的晶粒，提高了材料的强度、加工性能及耐蚀性能。在湿H2S饱和溶液和3％（质量分数）NaCl溶液浸泡试验条件下，稀土铝合金耐蚀性能良好，且优于纯铝；超音速电弧喷涂稀土铝合金涂层的孔隙率较火焰涂层降低了1／3-1／2，涂层致密，光洁平整，保证了其使用性能。     

提高抽油杆微裂纹漏磁检测精度灵敏度新方法

针对目前漏磁检测抽油杆微裂纹的精度和灵敏度不高的现状,提出一种通过拉伸抽油杆使微裂纹张开后的漏磁检测法。该方法在材料弹性范围内,使用液压装置拉伸微裂纹,在4MPa拉伸应力下对带有0.1、0.3mm人工裂纹45钢的试验样杆的检测结果表明,0.1mm微裂纹输出增加值为0.243mm;0.3mm裂纹输出增加值为0.097mm,不仅能够保证抽油杆的无损检测,而且与常规方法相比,在相同条件下,可提高微裂纹的检测精度和灵敏度。这为提高现场抽油杆漏磁检测微裂纹的精度和灵敏度提供了一个有效的途径。     

柔性连续抽油杆防护材料配方研究

针对柔性连续抽油杆下井作业时表面防护尼龙涂层低温性能差、易开裂等问题 ,进行了尼龙与ABS树脂、尼龙与热塑性弹性体 (POE)的共混改性试验研究。根据理论分析和试验研究结果 ,最终确定了两种可用于柔性连续抽油杆表面防护材料配方 :①PA6 +ABS g MAH +弹性体M g MAH +热抗氧剂 +其它助剂 ;②PA6 +POE +增容剂 +热抗氧剂 +其它助剂。前者综合了PA和ABS的优良特性 ,在低温条件下具有高的冲击韧性和良好的延展性 ,且优良的耐磨性和耐药性可适应井下恶劣工况 ;后者同样具有良好的低温冲击韧性和延展性 ,同时由于POE价格低廉 ,更具有推广意义     

可调式掺水装置的研制与应用

针对地面集输过程中采用联通闸门控制掺水量的方法存在现场难以精确调控水量和掺水量过大的问题,研制了一种套管控量掺水装置——可调式掺水装置。该装置通过套管控量掺水,在保证油井产量不降的前提下,提高油井井筒温度,降低原油凝固点和粘度,提高混合原油的流动速度,减轻油井抽油杆的载荷,减少抽油杆的断脱、油井井卡事故的发生和油井维修性作业次数,提高油井生产时率,降低生产成本。在安4012井进行掺水试验并连续生产103d,日增油0.7t,电动机运行电流由6.5A下降到5.5A。在安平5井和安平4井的应用,年累计增油分别为1132和170.5t,取得了良好的经济效益。     

Nb对激光熔覆Fe45Mn30Co10Cr10Nb5高熵合金层组织与性能的影响

在304L不锈钢表面采用激光熔覆法制备了Fe50-xMn30Co10Cr10Nbx（x=0, 5）高熵合金熔覆层,通过添加Nb元素和不添加Nb元素进行对比试验,研究Nb元素对于熔覆层组织和性能的影响。研究表明,采用激光熔覆法制备的高熵合金熔覆层顶部为细小的等轴晶,而靠近基体部分则为柱状晶;Nb元素的加入能够促进Laves相产生,提高了高熵合金熔覆层的硬度和耐磨性,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层的硬度最高可达357.6HV0.05,约为Fe50Mn30Co10Cr10熔覆层最大硬度的1.2倍,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层磨损失重相比Fe50Mn30Co10Cr10减少约27%。研究结果可为提高304L不锈钢表面性能提供一定的试验依据。