本文關(guān)鍵詞：三元復(fù)合驅(qū)采油螺桿泵螺桿抗結(jié)垢、抗磨損、抗靜電復(fù)合涂層研究　出處：《西南石油大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 螺桿泵螺桿 等離子噴涂 抗結(jié)垢減摩抗靜電 AT13+MOS_2+ATO復(fù)合涂層 檢泵周期

【摘要】：本文針對(duì)鍍鉻層螺桿泵螺桿在三元復(fù)合驅(qū)采油工程中存在的螺桿泵啟動(dòng)扭矩大、能耗高、螺桿易結(jié)垢,抗磨損性能差,檢泵周期短等問(wèn)題,根據(jù)固體表面與污垢沉積之間的關(guān)系和螺桿泵螺桿表面與定子橡膠之間的摩擦易于產(chǎn)生靜電的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了以抗結(jié)垢、抗磨損性能良好和表面能低的AT13 (Al2O3+13%TiO2)陶瓷涂層為基體,摻雜減摩輔料MoS2,抗靜電納米輔料ATO(氧化錫銻—Sb摻雜SnO2)以及復(fù)合摻雜減摩輔料MoS2和抗靜電輔料ATO的復(fù)合涂層,通過(guò)等離子噴涂制備出抗結(jié)垢、耐磨損、抗靜電的復(fù)合陶瓷涂層。其中包括陶瓷涂層成分設(shè)計(jì)、熱噴涂工藝技術(shù)研究以及螺桿泵螺桿與橡膠定子摩擦副的抗結(jié)垢、抗靜電、減摩抗磨性能測(cè)試研究,并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。通過(guò)現(xiàn)代物理化學(xué)和儀器分析手段,分別對(duì)AT13+MoS2、AT13+ATO、AT 13+ MoS2+ATO三類抗結(jié)垢、減摩、抗靜電復(fù)合涂層進(jìn)行了性能測(cè)試,其中包括：涂層的顯微硬度、結(jié)合強(qiáng)度、抗熱震性能以及涂層密度、涂層的孔隙率測(cè)試等；采用SEM/DES/XRD等儀器對(duì)涂層進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果表明：隨著MoS2含量的增加,復(fù)合涂層的孔隙率增大,密度和結(jié)合強(qiáng)度逐漸降低；隨著納米ATO的加入,由于納米效應(yīng)導(dǎo)致涂層的密度、孔隙率、與基體結(jié)合強(qiáng)度和抗熱震性能與AT13相近；而MoS2與納米ATO的復(fù)合加入,導(dǎo)致的涂層性質(zhì)改變是由于MoS2和ATO綜合的作用的結(jié)果。通過(guò)對(duì)上述涂層進(jìn)行的抗結(jié)垢、抗腐蝕、抗磨損和抗靜電性能試驗(yàn),分析了MoS2和ATO對(duì)涂層減摩機(jī)理和抗靜電機(jī)理,對(duì)于減摩,主要是由于摻雜MoS2降低了涂層的摩擦系數(shù)；對(duì)于抗靜電,ATO的加入極大地改善了涂層的導(dǎo)電性能。結(jié)合組織結(jié)構(gòu)和性能分析,篩選出性能優(yōu)越的減摩涂層：AT13+6wt% MoS2,抗靜電涂層：AT13+ 10wt% ATO和減摩抗靜電復(fù)合涂層：AT13+ 6wt%MoS2+10wt% ATO。在環(huán)境條件相同的情況下,降低結(jié)垢表面的表面能,增大表面粗糙度的等級(jí)可以降低污垢的生成量,最終達(dá)到抗垢的目的；通過(guò)在材料表面制備具有較低表面能的摻雜MoS2和納米ATO等離子噴涂復(fù)合陶瓷涂層的方式來(lái)降低固體材料表面能。由于MoS2的主導(dǎo)作用和納米ATO輔助作用,AT13+ 6wt%MoS2+10wt% ATO復(fù)合涂層抗磨損綜合性能最優(yōu)。對(duì)上述三種涂層在自行設(shè)計(jì)的螺桿熱噴涂仿形機(jī)床上進(jìn)行了螺桿的等離子噴涂試驗(yàn),經(jīng)過(guò)等離子噴涂后的螺桿經(jīng)金剛石砂帶打磨后表面的粗糙度等級(jí)為Ra=0.25μm以上,在配泵后的室內(nèi)水力特性檢測(cè)試驗(yàn)中,取得了良好的效果。尤其是帶有AT13+6wt%MoS2 +10wt% ATO的復(fù)合涂層的螺桿在實(shí)際工程中達(dá)到了啟動(dòng)扭矩小、檢泵周期長(zhǎng)的節(jié)能增效的效果,為螺桿能在復(fù)雜的三元復(fù)合驅(qū)環(huán)境中提高功效找出了一條新路。在油田礦場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中,復(fù)合涂層螺桿泵表現(xiàn)出優(yōu)良的抗結(jié)垢、抗磨損性能,較好解決了常規(guī)螺桿的結(jié)垢和磨損問(wèn)題。同時(shí)通過(guò)小過(guò)盈、高硬膠配泵等配套技術(shù)能夠有效降低螺桿泵運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩,有效增強(qiáng)了螺桿泵舉升適應(yīng)性、延長(zhǎng)了檢泵周期。
[Abstract]:The properties of anti - scaling , anti - wear and anti - static composite coatings were studied by means of SEM / DES / XRD . This paper analyzes the anti - friction mechanism and anti - static mechanism of the coatings . The results show that the surface energy of the coating can be reduced due to the effect of reducing the surface energy of the coating : AT13 + 6wt % , anti - static coating : AT13 + 6wt % ATO and anti - friction antistatic composite coating .

【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE934;TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫延安;李春福;陳曉東;;表面潤(rùn)濕性對(duì)三元復(fù)合驅(qū)設(shè)備結(jié)垢的影響[J];石油與天然氣化工;2014年06期

2 常天海;馬威;常建;;二次電子發(fā)射特性與固體材料摩擦起電的關(guān)系[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年12期

3 操建平;孟慶昆;高圣平;王向東;胡貴;;螺桿泵轉(zhuǎn)子磨損機(jī)理研究及解決方案[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;2011年10期

4 梁亞寧;曹剛;師國(guó)臣;王國(guó)慶;李金玲;趙云龍;;大慶油田三元復(fù)合驅(qū)螺桿泵綜合防垢技術(shù)[J];石油勘探與開(kāi)發(fā);2011年04期

5 尤鵬;呂新蓮;吳海鵬;;涂布紙涂層表面自由能的Owens二液法測(cè)定[J];陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

6 李成章;羅國(guó)強(qiáng);李其仲;沈強(qiáng);張聯(lián)盟;;摻雜Sb_2O_3的SnO_2基陶瓷的SPS制備及性能研究[J];廣東化工;2011年02期

7 金紅杰;吳恒安;曹剛;劉合;王秀喜;;螺桿泵系統(tǒng)漏失和磨損機(jī)理研究[J];工程力學(xué);2010年04期

8 張仲彬;徐志明;邱振波;;表面特性和流動(dòng)特性對(duì)結(jié)垢誘導(dǎo)期影響的實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年01期

9 王戎;李春福;宋開(kāi)紅;朱澤華;王斌;;螺桿泵螺桿納米摻雜陶瓷涂層顯微結(jié)構(gòu)研究[J];西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

10 張仲彬;徐志明;張兵強(qiáng);;影響換熱面結(jié)垢誘導(dǎo)期的表面特性研究[J];節(jié)能技術(shù);2008年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 周巖;劉冰;羅振兵;王林;夏智勛;;等離子體合成射流與超聲速流場(chǎng)干擾特性數(shù)值模擬研究[A];第八屆全國(guó)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 王哲;含砂原油介質(zhì)中螺桿泵定子橡膠摩擦磨損行為研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2013年

2 劉世民;透明導(dǎo)電錫基氧化物納米粉體的制備及應(yīng)用研究[D];大連交通大學(xué);2011年

3 杜秀華;采油螺桿泵螺桿—襯套副力學(xué)特性及磨損失效研究[D];大慶石油學(xué)院;2010年

4 李欣欣;宏/微兩級(jí)驅(qū)動(dòng)的大行程高精度二維定位平臺(tái)基礎(chǔ)技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2008年

5 何世權(quán);納米Fe_3O_4磁性復(fù)合丁腈橡膠的摩擦、磨損性能研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

6 魏紀(jì)德;螺桿泵工作特性研究及應(yīng)用[D];大慶石油學(xué)院;2007年

7 羅國(guó)強(qiáng);SnO_2-MnO_2-CuO-Sb_2O_3電極陶瓷材料的制備及其性能研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

8 王戎;納米摻雜Al_2O_3+13wt%TiO_2等離子噴涂陶瓷涂層及應(yīng)用研究[D];西南石油學(xué)院;2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳曉東;三元復(fù)合驅(qū)中螺桿泵轉(zhuǎn)子防結(jié)垢研究[D];西南石油大學(xué);2014年

2 張學(xué)蕊;鋁合金表面微結(jié)構(gòu)的高速微銑削加工與疏水性能研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

3 沈微;油田三元復(fù)合驅(qū)結(jié)垢樣品形貌及結(jié)晶形態(tài)研究[D];吉林大學(xué);2012年

4 袁瑞瑞;旅大10-1油田含聚采出水腐蝕與結(jié)垢行為研究[D];西南石油大學(xué);2011年

5 侯宇;螺桿泵定轉(zhuǎn)子合理過(guò)盈量確定方法研究[D];東北石油大學(xué);2011年

6 王瑞英;防垢耐蝕耐磨涂層的制備與性能研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2010年

7 孫浩;低表面能換熱面?zhèn)鳠崽匦院臀酃柑匦缘难芯縖D];東北電力大學(xué);2010年

8 張世東;三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];大慶石油學(xué)院;2009年

9 張穎;螺桿泵水力特性檢測(cè)系統(tǒng)的研制[D];大慶石油學(xué)院;2007年

10 彭暉;螺桿泵節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析及工作參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D];大慶石油大學(xué);2006年

，

本文編號(hào)：1405891