用于井增产泵的流体端块及其再制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107023475A(43)申请公布日2017.08.08(21)申请号201710063679.2(22)申请日2017.02.03(30)优先权数据15/012,5222016.02.01US(71)申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州(72)发明人C·J·格雷厄姆D·T·卡瓦纳奥夫(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人苏娟(51)Int.Cl.F04B53/16(2006.01)E21B43/26(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图6页(54)发明名称用于井增产泵的流体端块及其再制造方法(57)摘要一种再制造井增产泵的流体端块的方法包括清洁流体端块的本体的内部表面。所述内部表面限定腔室、与腔室连通的柱塞通道、与腔室流体连通的进入通道，以及与腔室流体连通的排出通道。所述内部表面由基础材料制成。对流体端块的内部表面进行冷加工以在所述本体内产生压缩残余应力层。向所述本体的内部表面的至少一部分施加由非金属材料制成的涂层。所述非金属材料不同于所述基础材料。CN107023475ACN107023475A权利要求书1/1页1.一种再制造井增产泵的流体端块的方法，所述再制造方法包括：清洁所述流体端块的本体的内部表面，所述内部表面由基础材料制成，并且所述内部表面限定腔室、与所述腔室连通的柱塞通道、与所述腔室流体连通的进入通道，以及与所述腔室流体连通的排出通道；对所述流体端块的内部表面进行冷加工以在所述本体内产生压缩残余应力层；向所述本体的内部表面的至少一部分施加由非金属材料制成的涂层，所述非金属材料不同于所述基础材料。2.根据权利要求1所述的再制造方法，其中，所述非金属材料包括环氧树脂和弹性体材料中的至少一种。3.根据权利要求1或权利要求2所述的再制造方法，其中，所述流体端块的柱塞通道沿着柱塞轴线延伸，所述进入通道沿着进入轴线延伸，以及所述排出通道沿着排出轴线延伸，所述进入轴线和所述排出轴线各自基本上垂直于所述柱塞轴线。4.根据权利要求1或权利要求2所述的再制造方法，其中，对所述本体的内部表面进行冷加工包括对所述内部表面进行喷丸硬化。5.根据权利要求1或权利要求2所述的再制造方法，其中，施加所述涂层包括通过横穿所述腔室、所述柱塞通道、所述进入通道和所述排出通道中的至少一个的可铰接喷嘴喷射所述非金属材料。6.根据权利要求1或权利要求2所述的再制造方法，其中，所述基础材料包括碳钢。7.根据权利要求1或权利要求2所述的再制造方法，进一步包括：修复所述本体中的裂纹。8.根据权利要求1或权利要求2所述的再制造方法，其中，清洁所述本体的内部表面包括利用研磨介质流对所述内部表面进行喷砂处理。9.根据权利要求8所述的再制造方法，其中，所述研磨介质流包括玻璃珠。10.根据权利要求1-9中任一项再制造的用于井增产泵的流体端块，所述流体端块包括：本体，所述本体包括内部表面，所述内部表面限定腔室、与所述腔室连通的柱塞通道、与所述腔室流体连通的进入通道，以及与所述腔室流体连通的排出通道，所述内部表面由基础材料制成，并且所述本体包括压缩残余应力层；涂层，所述涂层被施加到所述本体的内部表面的至少一部分上，所述涂层由非金属材料制成，所述非金属材料不同于所述基础材料。2CN107023475A说明书1/10页用于井增产泵的流体端块及其再制造方法技术领域[0001]本专利发明总体上涉及井增产泵系统，并且更具体地涉及用于井增产泵系统的流体端块及其再制造方法。背景技术[0002]可以执行地下水力压裂来增加或刺激来自井的烃流体的流动。为了进行压裂过程，通常含有分散在流体中的支撑材料(也称为“支撑剂”)的压裂流体在高压下沿井眼向下泵送并进入烃地层以使岩石地层沿着从井眼延伸的脉纹或平面分裂或破裂。一旦形成期望的裂缝，流体流动反向，并且压裂流体的液体部分被去除。支撑剂保留在适当位置以在打开条件下支撑裂缝，防止烃地层内的应力引起开口塌陷。[0003]支撑材料(例如硅砂)通常以颗粒形式提供。支撑剂将裂缝支撑在打开位置中，但仍然可以渗透烃流体流，因为它们形成颗粒的填充床，其间限定有允许流体从中流过的间隙空间。因此，利用支撑剂团块被支撑打开的裂缝可以用作新的地层排放区域和从地层到井眼的流动管道，从而提供来自井的增加的烃产量。[0004]柱塞泵通常在油气工业中被用作水力压裂应用的井增产泵。柱塞泵具有流体端和驱动流体端的动力端。常规井增产泵系统的流体端通常具有有限的使用寿命，因为其在一定量的“湿疲劳”压力循环之后容易发生故障。压裂流体可能是腐蚀性的并且可能引起流体端的内部表面的腐蚀。腐蚀的表面造成应力升高。湿疲劳涉及失效过程，其中裂纹可以通过作为循环应力的函数的这些应力升高而传播，直到裂纹