石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法.pdf

本发明公开了石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法。金属体用烧碱除去表面油污，用丙酮清洗表面；放在烘箱中加热；金属体外表面热压硫化氟橡胶；粘接剂由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，环氧树脂加入聚硫橡胶，搅拌，加入氧化铝，搅拌、静置，用1/2量玻璃纤维和1/2量玄武岩玻璃纤维共同放入胶料中进行浸渍；浸渍好的玻璃纤维缠绕在金属体过渡层和非金属复合材料绝缘体上，烘干，冷却至室温，工艺筒单，造价低，粘结剂不开裂、不脆断，能有效提高延伸率，遇到温度骤升或骤降发生膨胀或收缩时，首先氟橡胶起到缓冲作用，绝缘体也同时变化，紧紧地粘接在绝缘体和金属外表层。广泛适用于石油勘探，水下作业等领域。

1.  一种石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法，其粘接方法按下述步骤进行：
①、将金属体用烧碱除去表面的油污，再用丙酮清洗表面；
②、将清洗干净的金属体放在烘箱中加热到70℃～90℃烘1.5～2.5小时；
③、给金属体外表面热压硫化氟橡胶作为过渡层，其金属体外表面热压硫化氟橡胶的步骤为：将金属体装入与其配制的外成型模具中，将成型模具加温60℃加压0.5Mpa，将氟橡胶注入成型模具中加温成型模具至150℃，加压至2Mpa持续30分钟固化成型，脱模；
④、粘接剂的制备，其粘接剂主要由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，按质量比例环氧树脂固化剂胶料∶弹性璃纤维＝30份～40份∶70份～60份，所说高温环氧树脂固化剂胶料中包括在高温环氧树脂中加入聚硫橡胶，充分搅拌，再加入氧化铝，作为耐磨填充物质，充分搅拌、静置60分钟，其质量比为：高温环氧树脂∶聚硫橡胶∶氧化铝＝100份∶5份～3份∶5份～10份；高温环氧树脂∶固化剂＝100份∶70份～80份，所说固化剂是指甲基六氢酚酐；
⑤、上述所说弹性玻璃纤维是用1/2量的耐高温高强玻璃纤维和1/2量的高强弹性玄武岩玻璃纤维共同放入配制好的胶料中进行浸渍；
⑥、将浸渍好的玻璃纤维缠绕在金属体过渡层和非金属复合材料绝缘体上，其维缠绕的厚度为3毫米～8毫米，待达到规定的尺寸比例后烘干，其烘干温度及烘干时间分别为85℃～95℃×0.5～1.5小时；110℃～130℃×1.5～2.5小时；165℃～185℃×3.5～4.5小时后取出，自然冷却至室温，检测、包装、入库。

2.  根据权利要求1所述的石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法，其粘接方法按下述步骤进行：
①、将金属体用烧碱除去表面的油污，再用丙酮清洗表面；
②、将清洗干净的金属体放在烘箱中加热到75℃～85℃烘1.7～2.3小时；
③、给金属体外表面热压硫化氟橡胶作为过渡层，其金属体外表面热压硫化氟橡胶的步骤为：将金属体装入与其配制的外成型模具中，将成型模具加温60℃加压0.5Mpa，将氟橡胶注入成型模具中加温成型模具至150℃，加压至2Mpa持续30分钟固化成型，脱模；
④、粘接剂的制备，其粘接剂主要由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，按质量比例环氧树脂固化剂胶料∶弹性璃纤维＝33份～37份∶67份～63份，所说高温环氧树脂固化剂胶料中包括在高温环氧树脂中加入聚硫橡胶，充分搅拌，再加入氧化铝，作为耐磨填充物质，充分搅拌、静置，静置60分钟，其质量比为：高温环氧树脂∶聚硫橡胶∶氧化铝＝100份∶4.5份～3.5份∶6份～8份；高温环氧树脂∶固化剂＝100份∶73份～78份，所说固化剂是指甲基六氢酚酐；
⑤、上述所说弹性玻璃纤维是用1/2量的耐高温高强玻璃纤维和1/2量的高强弹性玄武岩玻璃纤维共同放入配制好的胶料中进行浸渍；
⑥、将浸渍好的玻璃纤维缠绕在金属体过渡层和非金属复合材料绝缘体上，其维缠绕的厚度为多少毫米～多少毫米，待达到规定的尺寸比例后烘干，其烘干温度及烘干时间分别为88℃～92℃×0.8～1.3小时；115℃～120℃×1.8～2.3小时；170℃～180℃×3.8～4.2小时后取出，自然冷却至室温，检测、包装、入库。

石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法
技术领域
本发明涉及两种不同弹性模量材料的粘接方法，具体的说是石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法。
背景技术
石油测井仪器大致结构是：中间为管状复合材料绝缘筒，两端是金属锥管螺纹组成的金属环状连接件，绝缘筒内为电子板线路元件器。
复合材料在石油测井仪器外部作为耐磨绝缘材料，在测井仪器内部作为电子线路板或绝缘短节或套管等。
而作为中间的耐磨复合材料绝缘体与两端金属锥管螺纹粘接是测井仪器制造商的难点，目前国内石油测井仪器行业采用了很多连接方式，但都不理想。尤其是在井下3000米以下，温度140℃左右，压力120Mpa以上，油、气、水等有害物质更是对金属与复合材料绝缘体界面破坏严重。常常发生在高温、高压下金属与复合材料绝缘体因粘接脱开、剥离。致使水、油等有害物质进入壳体，对电子线路器材造成损害、失灵，损失百万元以上的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种介于非金属复合材料绝缘体与金属体两个材料之间用弹性体物质作为过渡层，制作工艺筒单，造价低，在高温、高压下粘结剂不开裂、不脆断，能有效提高延伸率的石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法。
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的技术方案是这样解决的：石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法按下述步骤进行：
①、将金属体用烧碱除去表面的油污，再用丙酮清洗表面；
②、将清洗干净的金属体放在烘箱中加热到70℃～90℃烘1.5～2.5小时；
③、给金属体外表面热压硫化氟橡胶作为过渡层，其金属体外表面热压硫化氟橡胶的步骤为：将金属体装入与其配制的外成型模具中，将成型模具加温60℃加压0.5Mpa，将氟橡胶注入成型模具中加温成型模具至150℃，加压至2Mpa持续30分钟固化成型，脱模；
④、粘接剂的制备，其粘接剂主要由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，按质量比例环氧树脂固化剂胶料∶弹性璃纤维＝30份～40份∶70份～60份；所说高温环氧树脂固化剂胶料中包括在高温环氧树脂中加入聚硫橡胶，充分搅拌，再加入氧化铝，作为耐磨填充物质，充分搅拌、静置60分钟，其质量比为：高温环氧树脂∶聚硫橡胶∶氧化铝＝100∶5份～3份∶5份～10份；高温环氧树脂∶固化剂＝100份：70份～80份，所说固化剂是指甲基六氢酚酐；
⑤、上述所说弹性璃纤维是用1/2量的耐高温高强玻璃纤维和1/2量的高强弹性玄武岩玻璃纤维共同放入配制好的胶料中进行浸渍；
⑥、将浸渍好的玻璃纤维缠绕在金属体过渡层和非金属复合材料绝缘体上，其维缠绕的厚度为多少毫米～多少毫米，待达到规定的尺寸比例后烘干，其烘干温度及烘干时间分别为85℃～95℃×0.5～1.5小时；110℃～130℃×1.5～2.5小时；165℃～185℃×3.5～4.5小时后取出，自然冷却至室温，检测、包装、入库。
本发明与现有技术相比，提供一种介于非金属复合材料绝缘体与金属体两个材料之间用弹性体物质作为过渡层，制作工艺筒单，造价低，在高温、高压下粘结剂不开裂、不脆断，能有效提高延伸率，测井仪器金属体在下井或提升过程中遇到温度骤升或骤降发生膨胀或收缩时，首先氟橡胶起到缓冲作用，其次引起复合材料绝缘体也同时变化，紧紧地粘接在金属外表层，有效地弥合了两种材料物质材料不同膨胀变化的时间差。阻止了油、气、水等井下有害物质在高温高压下浸入仪器线路，保护了仪器线路电子元件的安全性，同时也保证了测井数据的准确性。广泛适用于石油勘探，水下作业等领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容作进一步说明：
实施例1
石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法，其粘接方法按下述步骤进行：
①、将金属体用烧碱除去表面的油污，再用丙酮清洗表面；
②、将清洗干净的金属体放在烘箱中加热到70℃～90℃烘1.5～2.5小时；
③、给金属体外表面热压硫化氟橡胶作为过渡层，其金属体外表面热压硫化氟橡胶的步骤为：将金属体装入与其配制的外成型模具中，将成型模具加温60℃加压0.5Mpa，将氟橡胶注入成型模具中加温成型模具至150℃，加压至2Mpa持续30分钟固化成型，脱模；
④、粘接剂的制备，其粘接剂主要由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，按质量比例环氧树脂固化剂胶料∶弹性璃纤维＝30份～40份∶70份～60份；所说高温环氧树脂固化剂胶料中包括在高温环氧树脂中加入聚硫橡胶，充分搅拌，再加入氧化铝，作为耐磨填充物质，充分搅拌、静置60分钟，其质量比为：高温环氧树脂∶聚硫橡胶∶氧化铝＝100份∶5份～3份∶5份～10份；高温环氧树脂∶固化剂＝100份∶70份～80份，所说固化剂是指甲基六氢酚酐；
⑤、上述所说弹性璃纤维是用1/2量的耐高温高强玻璃纤维和1/2量的高强弹性玄武岩玻璃纤维共同放入配制好的胶料中进行浸渍；
⑥、将浸渍好的玻璃纤维缠绕在金属体过渡层和非金属复合材料绝缘体上，其维缠绕的厚度为多少毫米～多少毫米，待达到规定的尺寸比例后烘干，其烘干温度及烘干时间分别为85℃～95℃×0.5～1.5小时；110℃～130℃×1.5～2.5小时；165℃～185℃×3.5～4.5小时后取出，自然冷却至室温，检测、包装、入库。
实施例2
石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法，其粘接方法按下述步骤进行：
①、将金属体用烧碱除去表面的油污，再用丙酮清洗表面；
②、将清洗干净的金属体放在烘箱中加热到75℃～85℃烘1.7～2.3小时；
③、给金属体外表面热压硫化氟橡胶作为过渡层，其金属体外表面热压硫化氟橡胶的步骤为：将金属体装入与其配制的外成型模具中，将成型模具加温60℃加压0.5Mpa，将氟橡胶注入成型模具中加温成型模具至150℃，加压至2Mpa持续30分钟固化成型，脱模；
④、粘接剂的制备，其粘接剂主要由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，按质量比例环氧树脂固化剂胶料∶弹性璃纤维＝33份～37份∶67份～63份，所说高温环氧树脂固化剂胶料中包括在高温环氧树脂中加入聚硫橡胶，充分搅拌，再加入氧化铝，作为耐磨填充物质，充分搅拌、静置，静置60分钟，其质量比为：高温环氧树脂∶聚硫橡胶∶氧化铝＝100份∶4.5份～3.5份∶6份～8份；高温环氧树脂∶固化剂＝100份∶73份～78份，所说固化剂是指甲基六氢酚酐；
④、粘接剂的制备，其粘接剂主要由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，按质量比例环氧树脂固化剂胶料∶弹性璃纤维＝33份～37份∶67份～63份，所说高温环氧树脂固化剂胶料中包括在高温环氧树脂中加入聚硫橡胶，充分搅拌，再加入氧化铝，作为耐磨填充物质，充分搅拌、静置，静置60分钟，其质量比为：高温环氧树脂∶聚硫橡胶∶氧化铝＝100∶4.5份～3.5份∶6份～8份；高温环氧树脂∶固化剂＝100份∶73份～78份，所说固化剂是指甲基六氢酚酐；
⑤、上述所说弹性璃纤维是用1/2量的耐高温高强玻璃纤维和1/2量的高强弹性玄武岩玻璃纤维共同放入配制好的胶料中进行浸渍；
⑥、将浸渍好的玻璃纤维缠绕在金属体过渡层和非金属复合材料绝缘体上，其维缠绕的厚度为多少毫米～多少毫米，待达到规定的尺寸比例后烘干，其烘干温度及烘干时间分别为88℃～92℃×0.8～1.3小时；115℃～120℃×1.8～2.3小时；170℃～180℃×3.8～4.2小时后取出，自然冷却至室温，检测、包装、入库。
实施例3
石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法，其粘接方法按下述步骤进行：
①、将金属体用烧碱除去表面的油污，再用丙酮清洗表面；
②、将清洗干净的金属体放在烘箱中加热到70℃烘2.5小时；
③、给金属体外表面热压硫化氟橡胶作为过渡层，其金属体外表面热压硫化氟橡胶的步骤为：将金属体装入与其配制的外成型模具中，将成型模具加温60℃加压0.5Mpa，将氟橡胶注入成型模具中加温成型模具至150℃，加压至2Mpa持续30分钟固化成型，脱模；
④、粘接剂的制备，其粘接剂主要由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，按质量比例环氧树脂固化剂胶料∶弹性璃纤维＝32份∶68份，所说高温环氧树脂固化剂胶料中包括在高温环氧树脂中加入聚硫橡胶，充分搅拌，再加入氧化铝，作为耐磨填充物质，充分搅拌、静置，静置60分钟，其质量比为：高温环氧树脂∶聚硫橡胶∶氧化铝＝100份∶5份∶5份；高温环氧树脂∶固化剂＝100份∶72份，所说固化剂是指甲基六氢酚酐；
⑤、上述所说弹性璃纤维是用1/2量的耐高温高强玻璃纤维和1/2量的高强弹性玄武岩玻璃纤维共同放入配制好的胶料中进行浸渍；
⑥、将浸渍好的玻璃纤维缠绕在金属体过渡层和非金属复合材料绝缘体上，其维缠绕的厚度为多少毫米～多少毫米，待达到规定的尺寸比例后烘干，其烘干温度及烘干时间分别为85℃×1.5小时；110℃×2.5小时；165℃×4.5小时后取出，自然冷却至室温，检测、包装、入库。
实施例4
石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法，其粘接方法按下述步骤进行：
①、将金属体用烧碱除去表面的油污，再用丙酮清洗表面；
②、将清洗干净的金属体放在烘箱中加热到90℃烘1.5小时；
③、给金属体外表面热压硫化氟橡胶作为过渡层，其金属体外表面热压硫化氟橡胶的步骤为：将金属体装入与其配制的外成型模具中，将成型模具加温60℃加压0.5Mpa，将氟橡胶注入成型模具中加温成型模具至150℃，加压至2Mpa持续30分钟固化成型，脱模；
④、粘接剂的制备，其粘接剂主要由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，按质量比例环氧树脂固化剂胶料∶弹性璃纤维＝35份∶66份，所说高温环氧树脂固化剂胶料中包括在高温环氧树脂中加入聚硫橡胶，充分搅拌，再加入氧化铝，作为耐磨填充物质，充分搅拌、静置，静置60分钟，其质量比为：高温环氧树脂∶聚硫橡胶∶氧化铝＝100份∶4份∶6份；高温环氧树脂∶固化剂＝100份∶74份，所说固化剂是指甲基六氢酚酐；
⑤、上述所说弹性璃纤维是用1/2量的耐高温高强玻璃纤维和1/2量的高强弹性玄武岩玻璃纤维共同放入配制好的胶料中进行浸渍；
⑥、将浸渍好的玻璃纤维缠绕在金属体过渡层和非金属复合材料绝缘体上，其维缠绕的厚度为多少毫米～多少毫米，待达到规定的尺寸比例后烘干，其烘干温度及烘干时间分别为95℃×0.5小时；130℃×1.5小时；165℃×3.5小时后取出，自然冷却至室温，检测、包装、入库。
实施例5
石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体与金属体的粘接方法，其粘接方法按下述步骤进行：
①、将金属体用烧碱除去表面的油污，再用丙酮清洗表面；
②、将清洗干净的金属体放在烘箱中加热到80℃烘2小时；
③、给金属体外表面热压硫化氟橡胶作为过渡层，其金属体外表面热压硫化氟橡胶的步骤为：将金属体装入与其配制的外成型模具中，将成型模具加温60℃加压0.5Mpa，将氟橡胶注入成型模具中加温成型模具至150℃，加压至2Mpa持续30分钟固化成型，脱模；
④、粘接剂的制备，其粘接剂主要由环氧树脂固化剂胶料和弹性璃纤维组成，按质量比例环氧树脂固化剂胶料∶弹性璃纤维＝37份∶64份，所说高温环氧树脂固化剂胶料中包括在高温环氧树脂中加入聚硫橡胶，充分搅拌，再加入氧化铝，作为耐磨填充物质，充分搅拌、静置，静置60分钟，其质量比为：高温环氧树脂∶聚硫橡胶∶氧化铝＝100份∶3份∶8份；高温环氧树脂∶固化剂＝100份∶76份，所说固化剂是指甲基六氢酚酐；
⑤、上述所说弹性璃纤维是用1/2量的耐高温高强玻璃纤维和1/2量的高强弹性玄武岩玻璃纤维共同放入配制好的胶料中进行浸渍；
⑥、将浸渍好的玻璃纤维缠绕在金属体过渡层和非金属复合材料绝缘体上，其维缠绕的厚度为多少毫米～多少毫米，待达到规定的尺寸比例后烘干，其烘干温度及烘干时间分别为90℃×1小时；120℃×2小时；170℃×4小时后取出，自然冷却至室温，检测、包装、入库。
综上所述，非金属复合材料绝缘体是指中间为管状复合材料绝缘筒，绝缘筒两端连接金属体，所说的金属体是指锥管螺纹金属环，绝缘筒内腔连接电子板线路元器件。
石油测井仪器专用非金属复合材料绝缘体在石油测井仪器外部作为耐磨绝缘材料，在测井仪器内部作为电子线路板或绝缘短节或套管使用。