一种可用于可溶滑套球座的复合涂层及组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种适用于可溶滑套球座的复合涂层，其由内向外依次为微弧氧化底层、耐磨层和防腐层。磨层和防腐层。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于可溶滑套球座的复合涂层及组合物


[0001]本专利技术提供了一种复合涂层及组合物，特别是可用于可溶滑套球座的复合涂层及组合物。

技术介绍

[0002]水平井多级滑套分段压裂技术是致密低渗储层增产的有效技术手段，常规滑套在压裂施工完成后需要通过下入管柱钻除实现管内全通径，而可溶滑套球座基体采用可溶金属材料，压裂后可在地层水环境中完全溶解，管内完全实现全通径，不需额外作业，施工效率高、安全经济。为确保可溶滑套球座在井下环境压裂作业的可靠性，在压裂滑套下入井内，压裂施工前和压裂过程中时需要可溶滑套球座具有防水、耐腐蚀和耐冲蚀等关键性服役性能，而在压裂完成后则需要避免涂层影响可溶基体材料的溶解性能。如果在可溶滑套球座表面涂覆一层涂层或多层复合涂层在前期使其具有耐腐蚀和耐冲蚀等性能，而在压裂过程中通过憋压球和球座表面的接触应力达到一定值时涂层可从可溶滑套球座基体表面产生破坏，使得井下液体可以顺利与可溶基体产生接触，保证可溶滑套球座顺利溶解，则可以解决可溶滑套的整个施工周期的应用需求。然而，现有技术中的涂层或复合涂层不能满足既耐腐蚀和耐冲蚀又在一定强度下破坏从而实现球座溶解的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术之一提供了一种复合涂层，由内向外依次为微弧氧化底层、耐磨层和防腐层。
[0004]在一个具体实施方式中，所述微弧氧化底层所用的电解液体系包括硅酸钠体系、磷酸钠体系和偏铝酸钠体系中的至少一种。
[0005]在一个具体实施方式中，所述耐磨层的原料为硬质颗粒和粘结剂，其中所述硬质颗粒为WC、TiC和SiC中的至少一种，所述粘结剂为Co、Ni和SiO2中的至少一种。
[0006]在一个具体实施方式中，所述耐磨层为WC-Co层、TiC-Co层、SiC-Ni层、TiC-Ni层和WC-SiO
2-Co层中的一种。
[0007]在一个具体实施方式中，在所述耐磨层中，所述硬质颗粒和所述粘结剂的质量比为2：1至4:1。
[0008]在一个具体实施方式中，所述硬质颗粒和所述粘结剂的中值粒径独立地为15至45μm。
[0009]在一个具体实施方式中，所述防腐层的原料为的原料为改性聚四氟乙烯、改性聚醚醚酮和无机颗粒，其中所述无机颗粒为SiC和/或Al2O3。
[0010]在一个具体实施方式中，所述无机颗粒的中值粒径为15至45μm。
[0011]在一个具体实施方式中，所述改性聚四氟乙烯为聚四氟乙烯在质量比为5:1的H2SiO4和SiF4混合液中改性得到，或在KH-550中改性得到。
[0012]在一个具体实施方式中，在改性聚四氟乙烯的过程中，以40至80KHz的频率超声同
时搅拌1.5至2小时。
[0013]在一个具体实施方式中，所述改性聚醚醚酮为聚醚醚酮在质量比为5:1的H2SiO4和SiF4混合液中改性得到，或在KH-550中改性得到。
[0014]在一个具体实施方式中，在改性聚醚醚酮的过程中，以40至80KHz的频率超声同时搅拌1.5至2小时。
[0015]在一个具体实施方式中，以所述改性聚四氟乙烯、改性聚醚醚酮和无机颗粒的总质量计作100％，所述改性聚四氟乙烯的含量为70％至80％，所述改性聚醚醚酮的含量为10％至15％，所述无机颗粒的含量为10％至15％。
[0016]在一个具体实施方式中，所述微弧氧化底层通过在500至540V电压下氧化28至32min得到。
[0017]在一个具体实施方式中，所述耐磨层通过超音速火焰喷涂工艺制得，工艺参数为丙烯流量3.5至4m3/h，氩气流量3.5至4m3/h，氧气流量28至30m3/h，涂层厚度为300μm-400μm。
[0018]在一个具体实施方式中，所述防腐层通过静电喷涂至少三次喷涂制得，每次喷涂前在260至300℃的温度下加热30至35min(其中，首次喷涂前加热至260至270℃的温度)，每次喷涂的厚度为150至210μm，最后一次喷涂结束后，在300至310℃加热2至2.5h，总涂层厚度为450μm-600μm。
[0019]本专利技术之二提供了根据本专利技术之一中任意一项所述的复合涂层在用作可溶滑套球座复合涂层中的应用。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]1.本专利技术使用的耐磨层既能耐冲蚀，又能耐腐蚀。
[0022]2.防腐涂层添加有陶瓷颗粒、改性聚醚醚酮和改性聚四氟乙烯在高温高压腐蚀介质中可以有效阻挡腐蚀介质的渗透，保证可溶球座长期稳定在井下服役。
[0023]3.本专利技术通过结构创新，提供了一种复合涂层，该复合涂层具有优异的耐腐蚀性能及耐冲蚀性能，而当接触强度达到一定值时涂层遭到破坏从而实现可溶球座基体顺利溶解。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术实施例仅为示例性的说明，该实施方式无论在任何情况下均不构成对本专利技术的限定。
[0025]实施例1
[0026]改性聚四氟乙烯的制备：将聚四氟乙烯微粉置于质量比为5:1的H2SiO4和SiF4混合液中，以40KHz的频率超声同时搅拌2小时，将微粉过滤出来得到改性聚四氟乙烯。
[0027]改性聚醚醚酮的制备：将聚醚醚酮微粉置于质量比为5:1的H2SiO4和SiF4混合液中，以40KHz的频率超声同时搅拌2小时，将微粉过滤出来得到改性聚醚醚酮。
[0028]可溶滑套球座的复合涂层由内向外依次为微弧氧化底层、WC-Co耐磨层、防腐层。其中，微弧氧化底层在硅酸钠电解液中制备，采用恒压模式，电压500V，氧化时间28min；将中值粒径为25微米的硬质颗粒WC与中值粒径为25微米的粘接剂Co以4：1的质量比混合，得到耐磨层涂料，采用超音速火焰喷涂技术在微弧氧化底层上喷涂所述耐磨层涂料，喷涂工
艺参数为丙烯流量3.5m3/h，氩气流量3.5m3/h，氧气流量28m3/h，制得涂层厚度为300μm的耐磨层；将改性聚四氟乙烯涂、中值粒径25μm SiC颗粒，和改性聚醚醚酮以质量含量依次为80％、10％和10％混合，得到防腐层涂料，在WC-Co耐磨层表面通过静电喷涂分三次在含有微弧氧化底层和WC-Co耐磨层的可溶滑套球座工件上喷涂防腐层涂料：喷涂前先将工件至于加热炉内加热至260℃后进行喷涂，每次喷涂后将工件置于300℃的加热炉内加热30min，每次喷涂的厚度为150-210微米，三次喷涂结束后，将工件再次置于加热炉内，加热至300℃，加热时长为2h，得到总厚度为450μm的防腐涂层。
[0029]实施例2
[0030]改性聚四氟乙烯的制备：将聚四氟乙烯微粉置于质量比为5:1的H2SiO4和SiF4混合液中，以80KHz的频率超声同时搅拌1.5小时，将微粉过滤出来得到改性聚四氟乙烯。
[0031]改性聚醚醚酮的制备：将聚醚醚酮微粉置于质量比为5:1的H2SiO4和SiF4混合液中，以80KHz的频率超声同时搅拌1.5小时，将微粉过滤出来得到改性聚醚醚酮。
[0032]可溶滑套本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合涂层，由内向外依次为微弧氧化底层、耐磨层和防腐层。2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述微弧氧化底层所用的电解液体系包括硅酸钠体系、磷酸钠体系和偏铝酸钠体系中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的复合涂层，其特征在于，所述耐磨层的原料为硬质颗粒和粘结剂，其中所述硬质颗粒为WC、TiC和SiC中的至少一种，所述粘结剂为Co、Ni和SiO2中的至少一种；优选地，所述耐磨层为WC-Co层、TiC-Co层、SiC-Ni层、TiC-Ni层和WC-SiO
2-Co层中的一种；优选地，所述硬质颗粒和所述粘结剂的中值粒径独立地为15至45μm。4.根据权利要求3所述的复合涂层，其特征在于，在所述耐磨层中，所述硬质颗粒和所述粘结剂的质量比为2：1至4：1。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的复合涂层，其特征在于，所述防腐层的原料为改性聚四氟乙烯、改性聚醚醚酮和无机颗粒，其中所述无机颗粒为SiC和/或Al2O3；优选地，所述无机颗粒的中值粒径为15至45μm。6.根据权利要求5所述的复合涂层，其特征在于，所述改性聚四氟乙烯为聚四氟乙烯在质量比为5:1的H2SiO4和SiF4混合液中改性得到，或在KH-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯乃贺，朱和明，赵向阳，谷磊，赵晨熙，赵建军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：