一种自发泡固体泡排球模具及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种固体泡排球模具，具体涉及一种自发泡固体泡排球模具及其制备方法。


背景技术：

2.天然气气井的使用中，后期存在地层能量降低，井内进水的现象，造成气井的减产甚至停产。上述问题常采用泡沫排水剂解决，泡沫排水工艺具有施工方便、设备简单、成本低、适用井深范围大、收效快、不影响气井正常生产等优点，能够快速排出井内积液、提高天然气产量、延长气井开采周期。
3.目前，常用泡沫排水剂多为液体型，其主要应用于具备地层能量但伴随一定程度产水的生产气井，但液体型泡排剂不具备自动起泡功能。因此，为了克服常规液体泡排剂的不足，通常会采取具备自发泡功能的固体泡排球来对水淹停产或地层能量极低的产水气井进行泡沫排液，实现排液增产或复产。自发泡固体泡排球的作用原理是：固体球与井底积液接触后，在地温的作用下与积液快速反应，形成泡沫，从而降低液柱压力达到泡沫排液的效果，其在井下具备良好的通过性，下落速度快，与井壁摩擦粘附小等优点。
4.因而，固体泡排球往往具有易吸潮、难脱模、对制球压力及空气湿度敏感的特点，对于制备模具的形状、材料等，均具有不同的要求。但是，市场中采用的模具通常用于矿产的尾矿处理，压制难以成型的如煤粉、铁粉、铝粉、铁屑、焦粉、氧化铁皮、煤泥、各种冶金粉末、海绵铁碳素制品等不吸潮、成型压力要求不高、对空气湿度不敏感的粉状物料。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种自发泡固体泡排球模具及其制备方法，以解决现有技术中没有适用于自发泡固体泡排球的压制与成型，且具有耐腐蚀、脱模快优势的模具的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：本发明提供的一种自发泡固体泡排球模具及其制备方法，包括上半球模具、下半球模具和穿过下半球模具的冲程杆；所述上半球模具设有半球型膜槽一，所述半球型膜槽一的边缘均设有倒角；所述下半球模具设有与半球型膜槽一半径相同的半球型膜槽二，所述半球型膜槽二的边缘均设有倒角，所述冲程杆包括杆体，所述半球型膜槽二的中部开设有与冲程杆的杆体相匹配的通孔；所述冲程杆的杆体与自发泡固体排球接触的末端设有膜槽三，所述膜槽三与半球型膜槽二半径相同。
7.可选或优选的，所述自发固体泡排球模具整体由碳化钨合金制成，所述碳化钨合金包括10
‑
12%钴和88
‑
90%碳化钨。
8.可选或优选的，所述半球型膜槽一、半球型膜槽二和膜槽三由碳化钨合金制成，所
述碳化钨合金包括10
‑
12%钴和88
‑
90%碳化钨。
9.可选或优选的，所述倒角为28
‑
30
°
。
10.可选或优选的，所述半球型膜槽一、半球型膜槽二和膜槽三的半径与自发泡固体泡排球的半径相等。
11.可选或优选的，所述半球型膜槽一、半球型膜槽二和膜槽三与自发泡固体泡排球的接触面粗糙度≤0.2μm。
12.本发明提供的一种制备自发泡固体泡排球模具的制备方法，包括以下步骤：s1.准备浇筑材料，将合金材料按照比例添加，并熔解作为浇注料；s2.成型，将合金材料倾倒于浇筑模具中，并冷却成型；s3.打磨.将制作好的模具电解修整磨削和精密的镜面磨削。
13.基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：（1）本发明提供的一种自发泡固体泡排球模具及其制备方法，区别与现有的制球模具。现有的制球模具均为正球形，不利于球体的脱模和模具的使用寿命。本发明通过增加倒角，达到减小应力集中、加强模具的强度的效果；改变模具曲率，提高成型率。当球体直径为30mm时，曲率设计在r15
‑
16mm之间，倒角28
‑
30
°
，对于自发泡固体起泡球原材料的球体制作具备良好的球形度及脱模效果。若曲率大于16、倒角大于30
°
，球体规则度受影响，不利于实际施工应用；若曲率小于15、倒角小于28
°
，则不易脱模。
14.(2)本发明提供的一种自发泡固体泡排球模具及其制备方法，改变了传统制球模具的材质，由于自发泡固体起泡球制备原料吸潮后会对模具造成腐蚀，本发明选用含钴量在10%
‑
12%的碳化钨硬质合金作为模具的主要材料，其中碳化钨具备遇水、遇酸碱不腐蚀，硬度极高的特点，可充分满足在球体制备过程中避免空气湿度及压球机高压冲击的性能；但是由于碳化钨材质脆性较大，在高压冲击下易碎的特点，故在其中添加10
‑
12%的钴进行韧性调节。若钴含量低于10%，碳化钨硬质合金的材质韧性不足容易碎裂；若钴含量高于12%，模具的抗冲击能力又会下降，且韧性过大也会造成模具在使用中一定程度变形，影响球体的脱模。因此，选用含钴量10
‑
12%的碳化钨硬质合金既保证了模具的抗冲击硬度，同时也解决了模具在冲击下易破碎及变形难脱模的问题。
15.(3)本发明提供的一种自发泡固体泡排球模具及其制备方法，为了进一步在以上情况条件下，提高模具光洁度，对模具采用了电解修整磨削、精密镜面磨削，将整个模具球面粗糙度控制在0.2um以下，可实现自发泡固体起泡球的表面光洁、良好脱模从而连续制备的效果。
附图说明
16.图1是本发明下半球模具的结构示意图；图2是本发明上半球模具的结构示意图；图3是本发明冲程杆的结构示意图。
17.图中：1、半球型膜槽一；2、通孔；3、半球型膜槽二；4、膜槽三5、杆体。
具体实施方式
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行
详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
19.实施例11.1模具如图1所示：本发明提供了一种自发泡固体泡排球模具，包括上半球模具、下半球模具和穿过下半球模具的冲程杆；所述上半球模具设有半球型膜槽一1，所述半球型膜槽一1的边缘均设有倒角；所述下半球模具设有与半球型膜槽一1半径相同的半球型膜槽二3，所述半球型膜槽二3的边缘均设有倒角，所述冲程杆包括杆体5，所述半球型膜槽二3的中部开设有与冲程杆的杆体5相匹配的通孔2；所述冲程杆的杆体5与自发泡固体排球接触的末端设有膜槽三4，所述膜槽三4与半球型膜槽二3半径相同。
20.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4由碳化钨合金制成，所述碳化钨合金包括10%钴和 90%碳化钨。
21.作为可选的实施方式，所述倒角为28
°
。
22.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4的半径与自发泡固体泡排球的半径相等。
23.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4与自发泡固体泡排球的接触面粗糙度≤0.2μm。
24.本发明提供了一种制备自发泡固体泡排球模具的制备方法，包括以下步骤：s1.准备浇筑材料，将合金材料按照比例添加，并熔解作为浇注料；s2.成型，将合金材料倾倒于浇筑模具中，并冷却成型；s3.打磨.将制作好的模具电解修整磨削和精密的镜面磨削。
25.1.2制球方法s1、将冲程杆的杆体5由下半球模具的通孔2下端装入下半球模具中，使冲程杆的膜槽三4与下半球模具的半球型膜槽二3形成完整的膜槽；s2、利用加料器向中下半球模具的半球型膜槽二3中填充物料；s3、将上半球模具下落，使半球型膜槽一1与下半球模具的半球型膜槽二3形成球形的膜槽，将物料压制成球；s4、将上半球模具移出，并使冲程杆通过通孔2继续上升，将球顶出半球型膜槽二3中，固体泡排球的制备。
26.实施例22.1模具如图1所示：本发明提供了一种自发泡固体泡排球模具，包括上半球模具、下半球模具和穿过下半球模具的冲程杆；所述上半球模具设有半球型膜槽一1，所述半球型膜槽一1的边缘均设有倒角；
所述下半球模具设有与半球型膜槽一1半径相同的半球型膜槽二3，所述半球型膜槽二3的边缘均设有倒角，所述冲程杆包括杆体5，所述半球型膜槽二3的中部开设有与冲程杆的杆体5相匹配的通孔2；所述冲程杆的杆体5与自发泡固体排球接触的末端设有膜槽三4，所述膜槽三4与半球型膜槽二3半径相同。
27.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4由碳化钨合金制成，所述碳化钨合金包括12%钴和88%碳化钨。
28.作为可选的实施方式，所述倒角为30
°
。
29.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4的半径与自发泡固体泡排球的半径相等。
30.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4与自发泡固体泡排球的接触面粗糙度≤0.2μm。
31.本发明提供了一种制备自发泡固体泡排球模具的制备方法，包括以下步骤：s1.准备浇筑材料，将合金材料按照比例添加，并熔解作为浇注料；s2.成型，将合金材料倾倒于浇筑模具中，并冷却成型；s3.打磨.将制作好的模具电解修整磨削和精密的镜面磨削。
32.2.2制球方法s1、将冲程杆的杆体5由下半球模具的通孔2下端装入下半球模具中，使冲程杆的膜槽三4与下半球模具的半球型膜槽二3形成完整的膜槽；s2、利用加料器向中下半球模具的半球型膜槽二3中填充物料；s3、将上半球模具下落，使半球型膜槽一1与下半球模具的半球型膜槽二3形成球形的膜槽，将物料压制成球；s4、将上半球模具移出，并使冲程杆通过通孔2继续上升，将球顶出半球型膜槽二3中，固体泡排球的制备。
33.实施例33.1模具如图1所示：本发明提供了一种自发泡固体泡排球模具，包括上半球模具、下半球模具和穿过下半球模具的冲程杆；所述上半球模具设有半球型膜槽一1，所述半球型膜槽一1的边缘均设有倒角；所述下半球模具设有与半球型膜槽一1半径相同的半球型膜槽二3，所述半球型膜槽二3的边缘均设有倒角，所述冲程杆包括杆体5，所述半球型膜槽二3的中部开设有与冲程杆的杆体5相匹配的通孔2；所述冲程杆的杆体5与自发泡固体排球接触的末端设有膜槽三4，所述膜槽三4与半球型膜槽二3半径相同。
34.作为可选的实施方式，所述自发固体泡排球模具整体由碳化钨合金制成，所述碳化钨合金包括1%钴和89%碳化钨。
35.作为可选的实施方式，所述倒角为29
°
。
36.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4的半径与自
发泡固体泡排球的半径相等。
37.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4与自发泡固体泡排球的接触面粗糙度≤0.2μm。
38.本发明提供了一种制备自发泡固体泡排球模具的制备方法，包括以下步骤：s1.准备浇筑材料，将合金材料按照比例添加，并熔解作为浇注料；s2.成型，将合金材料倾倒于浇筑模具中，并冷却成型；s3.打磨.将制作好的模具电解修整磨削和精密的镜面磨削。
39.3.2制球方法s1、将冲程杆的杆体5由下半球模具的通孔2下端装入下半球模具中，使冲程杆的膜槽三4与下半球模具的半球型膜槽二3形成完整的膜槽；s2、利用加料器向中下半球模具的半球型膜槽二3中填充物料；s3、将上半球模具下落，使半球型膜槽一1与下半球模具的半球型膜槽二3形成球形的膜槽，将物料压制成球；s4、将上半球模具移出，并使冲程杆通过通孔2继续上升，将球顶出半球型膜槽二3中，固体泡排球的制备。
40.实施例44.1模具如图1所示：本发明提供了一种自发泡固体泡排球模具，包括上半球模具、下半球模具和穿过下半球模具的冲程杆；所述上半球模具设有半球型膜槽一1，所述半球型膜槽一1的边缘均设有倒角；所述下半球模具设有与半球型膜槽一1半径相同的半球型膜槽二3，所述半球型膜槽二3的边缘均设有倒角，所述冲程杆包括杆体5，所述半球型膜槽二3的中部开设有与冲程杆的杆体5相匹配的通孔2；所述冲程杆的杆体5与自发泡固体排球接触的末端设有膜槽三4，所述膜槽三4与半球型膜槽二3半径相同。
41.作为可选的实施方式，所述自发固体泡排球模具整体由碳化钨合金制成，所述碳化钨合金包括10%钴和90%碳化钨。
42.作为可选的实施方式，所述倒角为28
°
。
43.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4的半径与自发泡固体泡排球的半径相等。
44.作为可选的实施方式，所述半球型膜槽一1、半球型膜槽二3和膜槽三4与自发泡固体泡排球的接触面粗糙度≤0.2μm。
45.本发明提供了一种制备自发泡固体泡排球模具的制备方法，包括以下步骤：s1.准备浇筑材料，将合金材料按照比例添加，并熔解作为浇注料；s2.成型，将合金材料倾倒于浇筑模具中，并冷却成型；s3.打磨.将制作好的模具电解修整磨削和精密的镜面磨削。
46.4.2制球方法s1、将冲程杆的杆体5由下半球模具的通孔2下端装入下半球模具中，使冲程杆的
膜槽三4与下半球模具的半球型膜槽二3形成完整的膜槽；s2、利用加料器向中下半球模具的半球型膜槽二3中填充物料；s3、将上半球模具下落，使半球型膜槽一1与下半球模具的半球型膜槽二3形成球形的膜槽，将物料压制成球；s4、将上半球模具移出，并使冲程杆通过通孔2继续上升，将球顶出半球型膜槽二3中，固体泡排球的制备。
47.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。