CN103670305A

CN103670305A - 连续管注入头的抗污夹持块及制造方法

Info

Publication number: CN103670305A
Application number: CN201210337777.8A
Authority: CN
Inventors: 袁文才; 贺会群; 石成刚; 熊革; 谭文锋; 罗刚; 任武
Original assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Drilling Research Institute Co Ltd; CNPC Jianghan Machinery Research Institute Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd; CNPC Jianghan Machinery Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明公开了一种连续管注入头的抗污夹持块，包括：夹持块本体（1），夹持块本体（1）具有凹圆弧夹持面（11），凹圆弧夹持面（11）上加工有横向沟槽（12），在凹圆弧夹持面（11）上依次设置有摩阻涂层（2）和耐蚀防污涂层（3）。还公开了一种连续管注入头抗污夹持块的制造方法，属于钻井装备配套设备领域。本发明通过在凹圆弧夹持面上设置横向沟槽，减小了夹持接触面积，增加了接触面上的单位比压，从而可以有效阻断破坏夹持表面上井下介质形成的连续润滑膜层，提高夹持性能的稳定性。

Description

连续管注入头的抗污夹持块及制造方法

技术领域

本发明涉及钻井装备配套设备领域，特别涉及一种连续管注入头的抗污夹持块，特别适用于缠绕式连接管的链条夹持系统。本发明还涉及一种连续管注入头抗污夹持块的制造方法。

背景技术

连续管注入头系统是将滚筒缠绕的连续油管导入到作业井中或者从作业井中导出到滚筒上缠绕的重要基础部件。注入头夹持块主要起着夹紧并导入导出连续管的作用，防止连续管和夹持块之间的相对滑动。随着连续管技术在油气田现场作业的推广应用，井下连续管在天然气井作业中管壁较为干净而井下连续油管从油井里导出时会首先经过橡胶刮泥器的刮削作用除掉连续油管表面所粘附的绝大部分井下介质，然后再通过注入头夹持系统导出到连续管滚筒设备上。但由于连续油管长度一般可达到几千米，链条夹持系统循环长期与连续油管夹持接触，这样会导致连续油管上未完全刮削掉的残留介质积少成多而粘附在夹持表面上，这些连续油管外壁粘带的如泥浆、原油或者石蜡等井下介质在最终会造成夹持块夹持性能的损失，从而造成打滑。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：当夹持表面受到介质污染时，特别是石蜡介质，夹持块夹持性能大幅下降。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种连续管注入头的抗污夹持块，能够克服由于井下介质污染造成的夹持块夹持性能降低的问题。本发明实施例还提供了一种连续管注入头抗污夹持块的制造方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种连续管注入头的抗污夹持块，所述抗污夹持块包括：夹持块本体，所述夹持块本体具有凹圆弧夹持面，所述凹圆弧夹持面上加工有横向沟槽，在所述凹圆弧夹持面上依次设置有摩阻涂层和耐蚀防污涂层。这样，该抗污夹持块在夹持作业过程中通过横向沟槽与凹圆弧夹持面之间的间隔形式破坏了夹持面上介质滑膜层的连续性，提高了抗污夹持块在受到介质污染时的夹持性能，保证了该抗污夹持块的夹持性能稳定性。另一方面，在夹持块本体的凹圆弧夹持面上加工横向沟槽，在相同正压力下，带横向沟槽的夹持面相比较于光滑夹持面来说，单位比压更高，有利于破坏夹持面上的润滑膜，将润滑介质挤入到沟槽当中，从而能在一定程度上的降低润滑介质所造成的夹持性能损失，提供稳定可靠的夹持力。在介质环境中，合理设计沟槽夹持块的表面齿形不仅能够减小夹持面损伤而且还有能增加夹持摩擦系数的作用。

进一步地，所述横向沟槽的底面和侧壁上依次设置有所述摩阻涂层和所述耐蚀防污涂层。这样，大大地增强了夹持块本体的凹圆弧夹持面的耐磨和耐腐蚀性能。

进一步地，所述横向沟槽的深度为1.5mm～2.5mm、宽度为3.0mm～8.0mm，从所述凹圆弧夹持面到所述横向沟槽的底面为倾斜过渡面。

进一步地，所述摩阻涂层为WC-Co（碳化钨与钴合金）合金层，所述摩阻涂层的厚度为0.15mm～0.25mm。

进一步地，所述摩阻涂层采用喷涂方法设置，所述摩阻涂层的WC-Co合金粉末的粒度为325目～500目。

进一步地，所述耐蚀防污涂层为聚四氟乙烯树脂层，所述耐蚀防污涂层的厚度为0.1mm～0.2mm。

另一方面，提供了一种连续管注入头抗污夹持块的制造方法，所述制造方法是：所述摩阻涂层采用喷涂方法设置于所述凹圆弧夹持面上，包括：

S701，先对所述凹圆弧夹持面进行清洗、除油和喷砂粗化，粗化程度为Ral2.5。这样能够有效地地去除凹圆弧夹持面表面的油污和氧化皮，使得摩阻涂层在凹圆弧夹持面的粘附性更好。

S702，采用325目～500目的WC-Co合金粉末进行超音速喷涂，喷涂时的工艺参数为：O₂：2000SCFH（SCFH的英文全称：standard cubic foot per hour，中文译名：标准立方英尺/小时），Fuel（航空煤油）：22.8L/h，送粉载气：12.8L/min，枪距：380mm，喷枪行走速度：500mm/min。

进一步地，所述耐蚀防污涂层采用刷涂的方法涂覆在所述摩阻涂层面上，所述耐蚀防污涂层使用3～8:1的聚四氟乙烯树脂和固化剂混合物。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1、通过在凹圆弧夹持面上设置横向沟槽，减小了夹持接触面积，增加了接触面上的单位比压，从而可以有效阻断破坏夹持表面上井下介质形成的连续润滑膜层，提高夹持性能的稳定性。经过实验证明：在有石蜡介质存在的情况下，沟槽表面形式的夹持块相比较于光面形式夹持块夹持性能可提高100%以上。

2、通过在凹圆弧夹持面以及横向沟槽的底面和侧壁上设置摩阻涂层和耐蚀防污涂层，除了可以保证夹持接触面上的更高夹持性能外，还可以提高涂层的耐腐蚀性，增加涂层的使用寿命。由于耐蚀防污涂层的存在，被挤压到沟槽内的油污、石蜡等介质清理方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的抗污夹持块结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的抗污夹持块的纵向剖切结构示意图；

图3是图2中A处的放大结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实施例提供了一种连续管注入头的抗污夹持块，参见图1、图2和图3，该抗污夹持块包括：夹持块本体1，该夹持块本体1具有凹圆弧夹持面11，凹圆弧夹持面11与另一个凹圆弧夹持面11或者抗污夹持块的其他部件配合对连续管注入头进行夹持。

在凹圆弧夹持面11上加工有横向沟槽12，即横向沟槽12沿凹圆弧夹持面11的径向设置，多道横向沟槽12在凹圆弧夹持面11上间隔设置，每两道横向沟槽12之间的间距为5mm～10mm。优选地，横向沟槽12的深度为1.5mm～2.5mm、宽度为3.0mm～8.0mm，从凹圆弧夹持面11到横向沟槽12的底面为倾斜过渡面，即横向沟槽12的侧壁为倾斜面。凹圆弧夹持面11上多道横向沟槽12的间距可以相等也可以不相等，每一道横向沟槽12的深度和底面宽度可以相等也可以不相等，根据具体的实际需求进行设计。

在凹圆弧夹持面11上依次设置有摩阻涂层2和耐蚀防污涂层3。即摩阻涂层2设置凹圆弧夹持面11上，耐蚀防污涂层3设置在摩阻涂层2上。同样，在横向沟槽12的底面和侧壁上依次设置有摩阻涂层2和耐蚀防污涂层3。同样，摩阻涂层2设置在横向沟槽12的底面和侧壁上，耐蚀防污涂层3设置在摩阻涂层2上。优选地，摩阻涂层2为WC-Co（碳化钨与钴合金）合金层，摩阻涂层2的厚度为0.15mm～0.25mm。摩阻涂层2是采用采用喷涂方法设置在凹圆弧夹持面11以及横向沟槽12的底面和侧壁上，摩阻涂层2的WC-Co合金粉末的粒度为325目～500目。耐蚀防污涂层3为聚四氟乙烯树脂层，耐蚀防污涂层3的厚度为0.1mm～0.2mm。耐蚀防污涂层3是采用刷涂的方法设置在摩阻涂层2上，在刷涂耐蚀防污涂层3之前，将聚四氟乙烯树脂与固化剂按照3～8:1的比例进行混合，以增强耐蚀防污涂层3的固化和粘附能力，其中使用的固化剂可以是市场上能够购买到的常用的固化剂。

实施例二

本发明实施例提供了一种连续管注入头的抗污夹持块的制造方法，该方法主要是在抗污夹持块上设置摩阻涂层2和耐蚀防污涂层3的方法。参见图1、图2和图3，摩阻涂层2采用喷涂方法设置于凹圆弧夹持面11以及横向沟槽12的底面和侧壁上，包括：

S701，先对凹圆弧夹持面11进行清洗、除油和喷砂粗化，粗化程度为Ral2.5。这样能够有效地地去除凹圆弧夹持面表面的油污和氧化皮，使得摩阻涂层在凹圆弧夹持面的粘附性更好。

S702，采用325目～500目的WC-Co合金粉末进行超音速喷涂，喷涂时的工艺参数为：O₂：2000SCFH，Fuel：22.8L/h，送粉载气：12.8L/min，枪距：380mm，喷枪行走速度：500mm/min。喷涂过程中，保证喷枪焰流与喷涂面垂直喷涂，喷涂达到涂层设计厚度后，放置冷却保持夹持涂层表面干净，摩阻涂层2干燥后在涂覆耐蚀防污涂层3。

耐蚀防污涂层3采用刷涂的方法涂覆在摩阻涂层2面上，耐蚀防污涂层3使用3～8:1的聚四氟乙烯树脂和固化剂混合物。即在耐蚀防污涂层3之前，将聚四氟乙烯树脂和固化剂以3～8:1的比例混合，该混合比例优选为5:1，充分混合并具备要求的粘度后进行刷涂。在摩阻涂层2上刷涂好耐蚀防污涂层3后，连同抗污夹持块放入烤箱内在120℃温度下干燥20分钟左右即可。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种连续管注入头的抗污夹持块，包括：夹持块本体（1），所述夹持块本体（1）具有凹圆弧夹持面（11），其特征在于，

所述凹圆弧夹持面（11）上加工有横向沟槽（12），在所述凹圆弧夹持面（11）上依次设置有摩阻涂层（2）和耐蚀防污涂层（3）。

2.根据权利要求1所述的连续管注入头的抗污夹持块，其特征在于，所述横向沟槽（12）的底面和侧壁上依次设置有所述摩阻涂层（2）和所述耐蚀防污涂层（3）。

3.根据权利要求2所述的连续管注入头的抗污夹持块，其特征在于，所述横向沟槽（12）的深度为1.5mm～2.5mm、宽度为3.0mm～8.0mm，从所述凹圆弧夹持面（11）到所述横向沟槽（12）的底面为倾斜过渡面。

4.根据权利要求3所述的连续管注入头的抗污夹持块，其特征在于，所述摩阻涂层（2）为WC-Co合金层，所述摩阻涂层（2）的厚度为0.15mm～0.25mm。

5.根据权利要求4所述的连续管注入头的抗污夹持块，其特征在于，所述摩阻涂层（2）采用喷涂方法设置，所述摩阻涂层（2）的WC-Co合金粉末的粒度为325目～500目。

6.根据权利要求2所述的连续管注入头的抗污夹持块，其特征在于，所述耐蚀防污涂层（3）为聚四氟乙烯树脂层，所述耐蚀防污涂层（3）的厚度为0.1mm～0.2mm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的连续管注入头的抗污夹持块的制造方法，其特征在于，所述摩阻涂层（2）采用喷涂方法设置于所述凹圆弧夹持面（11）上，包括：

S701，先对所述凹圆弧夹持面（11）进行清洗、除油和喷砂粗化，粗化程度为Ral2.5；

S702，采用325目～500目的WC-Co合金粉末进行超音速喷涂，喷涂时的工艺参数为：O₂：2000SCFH，Fuel：22.8L/h，送粉载气：12.8L/min，枪距：380mm，喷枪行走速度：500mm/min。

8.根据权利要求7所述的连续管注入头的抗污夹持块的制造方法，其特征在于，所述耐蚀防污涂层（3）采用刷涂的方法涂覆在所述摩阻涂层（2）面上，所述耐蚀防污涂层（3）使用3～8:1的聚四氟乙烯树脂和固化剂混合物。