一种泥浆泵活塞胶皮及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种泥浆泵活塞胶皮及其制备方法，涉及胶皮加工技术领域，包括套设于活塞外部的内胶柱以及设于内胶柱外经热压胶合处理的外胶碗，所述外胶碗的一侧为内凹圆锥面；所述内胶柱的一端呈高于内凹圆锥面设置，且内胶柱的外侧与内凹圆锥面之间设有密封胶体。本发明专利技术相较于现有的胶皮，其结构是由外胶碗与内胶柱通过热压胶合组成，外胶碗提供较好的密封性及润滑效果，与活塞装配后，往复工作顺畅度提升，同时，内胶柱可提供足够与活塞芯的接触面的支撑强度，避免胶皮形成由内往外延伸的裂纹，延长胶皮的使用寿命。延长胶皮的使用寿命。延长胶皮的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种泥浆泵活塞胶皮及其制备方法


[0001]本专利技术属于胶皮加工
，具体涉及一种泥浆泵活塞胶皮及其制备方法。

技术介绍

[0002]泥浆泵是油田钻探中常用的设备，在常用的正循环钻探中，它是将地表冲洗介质清水、泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下，经过高压软管、水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端，以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的，常用的泥浆泵为活塞式或柱塞式，活塞或柱塞在泵缸中做往复运动，以实现压送与循环冲洗液的目的；
[0003]活塞总成是泥浆泵液力端系统的主要零件之一，也是钻井工作中易损件之一，泥浆泵的排出压力就是通过活塞总成在活塞内往复直线运动而产生，活塞总成由活塞芯、胶皮、卡簧、压板等组成，活塞在缸体内做往复运动时，胶皮随活塞一起在泥浆、原油介质中往复运动并起到密封作用，其需要具有良好的耐磨性、耐高压、耐高温低温、耐腐蚀、抗撕裂等性能；
[0004]现有的活塞胶皮采用硫化一体成型，内外层组织强度一致，但是实际使用过程中，第一，胶皮内层需提供足够与活塞芯的接触面的支撑强度，否则易造成胶皮形成由内往外延伸的裂纹，影响胶皮与活塞之间的装配性，降低使用寿命，第二，胶皮外层随活塞做往复运动并并需要起到较好的密封性，要求胶皮外层满足足够拉伸柔韧性的同时也需要较好的润滑性保证往复运行的效果，否则易造成撕裂密封性密封性下降及往复运行不畅等问题，影响到活塞总成的正常使用；
[0005]为此，我们提出了一种泥浆泵活塞胶皮及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的泥浆泵活塞胶皮及其制备方法。
[0007]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0008]一种泥浆泵活塞胶皮，包括套设于活塞外部的内胶柱以及设于内胶柱外经热压胶合处理的外胶碗，所述外胶碗的一侧为内凹圆锥面；
[0009]所述内胶柱的一端呈高于内凹圆锥面设置，且内胶柱的外侧与内凹圆锥面之间设有密封胶体。
[0010]作为本专利技术的进一步优化方案，所述外胶碗由外基体以及其外侧壁经表面涂层处理所形成的润滑面构成。
[0011]作为本专利技术的进一步优化方案，所述内胶柱由内基体以及其内侧壁经表面涂层处理所形成的耐磨面构成。
[0012]作为本专利技术的进一步优化方案，所述外基体的内侧壁均布有多个第一斜槽，所述内基体的外侧壁均布有多个第二斜槽，多个所述第一斜槽和第二斜槽之间填充有供热压胶合的粘接层。
[0013]作为本专利技术的进一步优化方案，所述内基体的断裂伸长率小于外基体的断裂伸长率，所述内基体的拉伸强度大于外基体的拉伸强度。
[0014]一种如上述所述的泥浆泵活塞胶皮的制备方法，包括以下步骤，
[0015]S1、分别称取制备外胶碗和内胶柱所需的橡胶原料及加工助剂；
[0016]S2、利用切胶机将橡胶原料切成块状后投入密炼机中，在50
‑
60℃下密炼15
‑
20min后排料，停放冷却20
‑
24h；
[0017]S3、将S2得到的冷却后的物料等分成两份后，加入相对应的经过高速混合机混合的加工助剂并置于温度为40
‑
50℃中，薄通塑炼6
‑
8次后，停放冷却10
‑
15h，得到两份混炼胶；
[0018]S4、将S3得到的两份混炼胶分别进行裁剪后放入制备外胶碗1和内胶柱3所需的定制模具中，将定制模具放入平板硫化机上硫化4
‑
6min，上模温度为150
‑
155℃，下模温度为50
‑
55℃，压力为10
‑
12MPa，成型后脱模、分别经过表面处理后，即得到外胶碗和内胶柱成品；
[0019]S5、利用液压夹具分别固定外胶碗与内胶柱成品，使得两者呈间隙配合，再往两者间隙中注入胶黏剂后，设定热压设备的热压温度为60
‑
90℃，热压压力为10
‑
13MPa，热压时间为5
‑
30min，将热压设备伸入内胶柱中，由热压设备在内胶柱内侧往外施加压力完成与外胶碗进行热压胶合，刮掉多余胶黏剂，内胶柱与外胶碗之间形成粘接层，随后，往内胶柱与外胶碗的内凹圆锥面之间加入密封胶体，固化24h，即得到成品胶皮。
[0020]作为本专利技术的进一步优化方案，所述S1中，橡胶原料为聚异戊二烯橡胶、聚氨脂橡胶或丁腈橡胶。
[0021]作为本专利技术的进一步优化方案，所述S1中，制备外胶碗1的加工助剂包括软化剂、防老剂、润滑剂、耐磨剂、硫化剂以及促进剂，另外，制备内胶柱的加工助剂除上述之外还包括偶联剂。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]1、本专利技术相较于现有的胶皮，其结构是由外胶碗与内胶柱通过热压胶合组成，外胶碗与内胶柱分别进行相应的表面处理，外胶碗外侧壁的润滑性及内胶柱内侧壁的耐磨性大大提升，另外，内基体的断裂伸长率小于外基体的断裂伸长率，其柔韧性好与泵体内腔接触能提供较好的密封性，内基体的拉伸强度大于外基体的拉伸强度，可提供足够与活塞芯的接触面的支撑强度，避免胶皮形成由内往外延伸的裂纹，延长胶皮的使用寿命。
[0024]2、本专利技术中，外胶碗一侧呈内凹圆锥面设置，内凹圆锥面作为活塞的冲击面，内凹结构为冲洗介质清水、泥浆或聚合物冲洗液的缓冲面，提供缓冲距离，减少对活塞及胶皮的冲击，内胶柱的一端呈高于内凹圆锥面设置，较传统的胶皮提高了与活塞芯的装配面积，为胶皮自身提供支撑强度，另外，内胶柱的外侧与内凹圆锥面之间设有密封胶体，保证内凹圆锥面作为冲击面时，外胶碗与内胶柱胶合部位的密封性，避免冲击裂纹缝隙的产生，进一步，提高胶皮耐冲击的工作性能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术提供的立体图；
[0026]图2为本专利技术提供的立剖图；
[0027]图3为本专利技术提供的装配示意图；
[0028]图中：1、外胶碗；11、外基体；12、润滑面；13、第一斜槽；2、密封胶体；3、内胶柱；31、内基体；32、耐磨面；33、第二斜槽；4、粘接层。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
[0030]实施例1
[0031]如图1
‑
3所示，一种泥浆泵活塞胶皮，包括套设于活塞外部的内胶柱3以及设于内胶柱3外经热压胶合处理的外胶碗1，所述外胶碗1的一侧为内凹圆锥面，所述内胶柱3的一端呈高于内凹圆锥面设置，且内胶柱3的外侧与内凹圆锥面之间设有密封胶体2。
[0032]外胶碗1与内胶柱3是分别按照密炼、混炼、装模、硫化成型及脱模等一系列加工工序得到的，随后，两者之间是通过热压胶合处理粘接为一体后制得成品胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泥浆泵活塞胶皮，其特征在于：包括套设于活塞外部的内胶柱(3)以及设于内胶柱(3)外经热压胶合处理的外胶碗(1)，所述外胶碗(1)的一侧为内凹圆锥面；所述内胶柱(3)的一端呈高于内凹圆锥面设置，且内胶柱(3)的外侧与内凹圆锥面之间设有密封胶体(2)。2.根据权利要求1所述的一种泥浆泵活塞胶皮，其特征在于：所述外胶碗(1)由外基体(11)以及其外侧壁经表面涂层处理所形成的润滑面(12)构成。3.根据权利要求2所述的一种泥浆泵活塞胶皮，其特征在于：所述内胶柱(3)由内基体(31)以及其内侧壁经表面涂层处理所形成的耐磨面(32)构成。4.根据权利要求3所述的一种泥浆泵活塞胶皮，其特征在于：所述外基体(11)的内侧壁均布有多个第一斜槽(13)，所述内基体(31)的外侧壁均布有多个第二斜槽(33)，多个所述第一斜槽(13)和第二斜槽(33)之间填充有供热压胶合的粘接层(4)。5.根据权利要求3所述的一种泥浆泵活塞胶皮，其特征在于：所述内基体(31)的断裂伸长率小于外基体(11)的断裂伸长率，所述内基体(31)的拉伸强度大于外基体(11)的拉伸强度。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的泥浆泵活塞胶皮的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，S1、分别称取制备外胶碗(1)和内胶柱(3)所需的橡胶原料及加工助剂；S2、利用切胶机将橡胶原料切成块状后投入密炼机中，在50
‑
60℃下密炼15
‑
20min后排料，停放冷却20
‑
24h；S3、将S2得到的冷却后的物料等分成两份后，加入相对应的经过高速混合机混合的加工助剂并置于温度为40<...

【专利技术属性】
技术研发人员：章旭，徐艳，章程，
申请(专利权)人：合肥精创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：