CN109385572A - 一种液力端阀箱复合材料 - Google Patents

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徐良乐
吴高路
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Abstract

本发明提供一种液力端阀箱复合材料，包括：Cu、Mg、Sn、Zr、Si、Mn、SiC、稀土、TiB、Al2O3、Fe，其质量配比为：Cu：2％‑5％、Mg：2％‑6％、Sn：1％‑3％、Zr：0.1％‑0.5％、Si0.1％‑0.5％、Mn0.2％‑0.6％、SiC颗粒：14％‑16％、稀土：0.05％‑0.2％、TiB3％‑8％、Al2O31％‑5％、余量为Fe。本发明提高内表面硬度，同时保持强度韧性，使其既抗冲刷、抗磨蚀，在交变负载的作用下又不易产生裂纹现象，提高了阀箱的整体强度性能、延长了使用寿命、降低了生产成本、减少了处理中的安全隐患、工艺简单、实用性强。

Description

一种液力端阀箱复合材料
技术领域
本发明涉及压裂泵加工技术领域，具体为一种液力端阀箱复合材料。
背景技术
随着社会能源需求量的不断增大，油气储量的不断减少，深井、超深井、超高压井就会不断增多，同时非常规性油气能源开采已成为今后重要的能源供给方式，会出现定向井、水平井等，就会不断地改进提高压裂工艺，对压裂设备的质量、性能提出了更高的要求。同时压力要求会不断增高，排量要求会不断增大，压裂是油田采取夹砂压裂、酸化压裂、注水、完井等工艺手段，是提高油气层产量和采收率的重要方法。压裂车是压裂成套设备的主要设备，而压裂泵又是压裂车的心脏部分。因此压裂泵的质量性能直接影响压裂工艺的质量和效率。压裂泵由动力端和液力端两部分组成，其中，液力端是主要部分之一，同时也是易损部分，而阀箱占液力端整体成本的80～85％(价值12-30万/件)。在压裂施工作业时，压裂泵液力端阀箱承受着恶劣的工作环境，从而导致阀箱内腔经常出现疲劳裂纹。从而阀箱失效事故频发，工作寿命不到100小时，因此需要研发一种长寿命、耐疲劳的新型复合材料来制备液力端阀箱，从而保证生产安全。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种液力端阀箱复合材料，以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种液力端阀箱复合材料，包括：Cu、Mg、Sn、Zr、Si、Mn、SiC、稀土、TiB、Al2O3、Fe，其质量配比为：Cu：2％-5％、Mg：2％-6％、Sn：1％-3％、Zr：0.1％-0.5％、Si0.1％-0.5％、Mn0.2％-0.6％、SiC颗粒：14％-16％、稀土：0.05％-0.2％、TiB3％-8％、Al2O31％-5％、余量为Fe。
所述稀土为质量配比镧10％、铈30％、镨20％、钐10％、铕10％、钆10％、铽10％。
所述阀箱复合材料质量配比为Cu：2％、Mg：2％、Sn：1％、Zr：0.1％、Si0.1％、Mn0.2％、SiC颗粒：14％、稀土：0.05％、TiB3％、Al2O31％、余量为Fe。
所述阀箱复合材料质量配比为：Cu：5％、Mg：6％、Sn：3％、Zr：0.5％、Si0.5％、Mn0.6％、SiC颗粒：16％、稀土：0.2％、TiB8％、Al2O35％、余量为Fe。
所述阀箱复合材料质量配比为：Cu：3％、Mg：4％、Sn：2％、Zr：0.3％、Si0.3％、Mn0.5％、SiC颗粒：15％、稀土：0.1％、TiB5％、Al2O33％、余量为Fe。
与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明提高内表面硬度，同时保持强度韧性，使其既抗冲刷、抗磨蚀，在交变负载的作用下又不易产生裂纹现象，提高了阀箱的整体强度性能、延长了使用寿命、降低了生产成本、减少了处理中的安全隐患、工艺简单、实用性强。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
阀箱复合材料质量配比为Cu：2％、Mg：2％、Sn：1％、Zr：0.1％、Si0.1％、Mn0.2％、SiC颗粒：14％、稀土：0.05％、TiB3％、Al2O31％、余量为Fe。在氩气保护下，取纳上述配料进行混合，投入密封罐，将密封罐抽真空后再充入氩气，反复操作2～5次，得混合料；所得混合料在-20～20℃条件下进行球磨，得球磨料；所得球磨料装入模具，在真空条件下加热进行真空除气后，在120～150MPa压力下预压成型，得预成型件。
本实施例中稀土为质量配比镧10％、铈30％、镨20％、钐10％、铕10％、钆10％、铽10％。
实施例2
所述阀箱复合材料质量配比为：Cu：5％、Mg：6％、Sn：3％、Zr：0.5％、Si0.5％、Mn0.6％、SiC颗粒：16％、稀土：0.2％、TiB8％、Al2O35％、余量为Fe。在氩气保护下，取纳上述配料进行混合，投入密封罐，将密封罐抽真空后再充入氩气，反复操作2～5次，得混合料；所得混合料在-20～20℃条件下进行球磨，得球磨料；所得球磨料装入模具，在真空条件下加热进行真空除气后，在120～150MPa压力下预压成型，得预成型件。
本实施例中稀土为质量配比镧10％、铈30％、镨20％、钐10％、铕10％、钆10％、铽10％。
实施例3
所述阀箱复合材料质量配比为：Cu：3％、Mg：4％、Sn：2％、Zr：0.3％、Si0.3％、Mn0.5％、SiC颗粒：15％、稀土：0.1％、TiB5％、Al2O33％、余量为Fe。在氩气保护下，取纳上述配料进行混合，投入密封罐，将密封罐抽真空后再充入氩气，反复操作2～5次，得混合料；所得混合料在-20～20℃条件下进行球磨，得球磨料；所得球磨料装入模具，在真空条件下加热进行真空除气后，在120～150MPa压力下预压成型，得预成型件。
本实施例中稀土为质量配比镧10％、铈30％、镨20％、钐10％、铕10％、钆10％、铽10％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种液力端阀箱复合材料，其特征在于：包括：Cu、Mg、Sn、Zr、Si、Mn、SiC、稀土、TiB、Al2O3、Fe，其质量配比为：Cu：2％-5％、Mg：2％-6％、Sn：1％-3％、Zr：0.1％-0.5％、Si0.1％-0.5％、Mn0.2％-0.6％、SiC颗粒：14％-16％、稀土：0.05％-0.2％、TiB3％-8％、Al2O31％-5％、余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种液力端阀箱复合材料，其特征在于：所述稀土为质量配比镧10％、铈30％、镨20％、钐10％、铕10％、钆10％、铽10％。
3.根据权利要求1或2所述的一种液力端阀箱复合材料，其特征在于：所述阀箱复合材料质量配比为：Cu：2％、Mg：2％、Sn：1％、Zr：0.1％、Si0.1％、Mn0.2％、SiC颗粒：14％、稀土：0.05％、TiB3％、Al2O31％、余量为Fe。
4.根据权利要求1或2所述的一种液力端阀箱复合材料，其特征在于：所述阀箱复合材料质量配比为：Cu：5％、Mg：6％、Sn：3％、Zr：0.5％、Si0.5％、Mn0.6％、SiC颗粒：16％、稀土：0.2％、TiB8％、Al2O35％、余量为Fe。
5.根据权利要求1或2所述的一种液力端阀箱复合材料，其特征在于：所述阀箱复合材料质量配比为：Cu：3％、Mg：4％、Sn：2％、Zr：0.3％、Si0.3％、Mn0.5％、SiC颗粒：15％、稀土：0.1％、TiB5％、Al2O33％、余量为Fe。
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