抽油光杆及其生产方法.pdf

1、10申请公布号CN101936138A43申请公布日20110105CN101936138ACN101936138A21申请号201010270271022申请日20100902E21B17/00200601C25D3/56200601C22C45/04200601C22C45/1020060171申请人北京百利时能源技术有限责任公司地址100101北京市朝阳区安立路60号院润枫德尚苑B座180172发明人高海军54发明名称抽油光杆及其生产方法57摘要本发明抽油光杆及其生产方法涉及一种抽油机设备。其目的是为了提供一种抗腐蚀性能好的抽油光杆及其生产方法。本发明抽油光杆包括杆体，所述杆体的两端分别

2、设有杆头，所述杆头上设有螺纹连接部分，其中所述杆体和杆头的外表面覆有一钨基非晶态合金层。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN101936138A1/1页21一种抽油光杆，包括杆体1，所述杆体1的两端分别设有杆头2，所述杆头2上设有螺纹连接部分，其特征在于所述杆体1和杆头2的外表面覆有一钨基非晶态合金层3。2根据权利要求1所述的抽油光杆，其特征在于所述其中一个杆头2与杆体1的连接处设有镦粗部4。3根据权利要求2所述的抽油光杆，其特征在于所述钨基非晶态合金层3的厚度为5080M。4根据权利要求3所述的抽油光杆，其特征在于所述钨基非晶态合

3、金层3所包含成分的质量百分含量钨1055，镍1565，铁1015，钴612，其余为磷及杂质。5根据权利要求4所述的抽油光杆，其特征在于所述钨基非晶态合金层3为长程无序、短程有序的结构。6根据权利要求5所述的抽油光杆，其特征在于所述杆体1和杆头2的材料为高强度合金钢。7一种抽油光杆的生产方法，按照如下步骤进行1对原料进行冶炼，将钢液浇注成钢锭，轧制成圆钢，空冷至室温，得到高强度合金棒材；2将高强度合金钢棒材经680720不完全退火，炉冷2小时后冷拔到抽油光杆标准长度，校直，得到合金棒材；3将步骤2的合金棒材经感应线圈加热至9501050正火，随后加热至410450回火处理，得到抽油光杆粗坯；4将

4、两端杆头均挤螺纹，得到抽油光杆毛坯；5对抽油光杆毛坯的表面进行除油、除锈后，浸泡于5的稀硫酸溶液12分钟进行活化处理，然后浸入电沉积槽中采用电沉积的方法使抽油光杆杆体和两端螺纹处包覆一层钨基非晶态合金。8根据权利要求7所述的抽油光杆的生产方法，其特征在于所述步骤5中电沉积液的组份钨酸钠18155G/L，硫酸镍30140G/L，次亚磷酸钠35210G/L，柠檬酸60100G/L；电流密度10220MA/CM3；PH值7595；温度2580。9根据权利要求8所述的抽油光杆的生产方法，其特征在于其中在步骤4之前先对抽油光杆粗坯一端进行镦粗，形成一墩粗部。10根据权利要求7至9所述之一的抽油光杆的生产

5、方法，其特征在于还包括步骤6将电沉积处理后的抽油光杆在150700下保温052小时进行热处理。权利要求书CN101936138A1/3页3抽油光杆及其生产方法技术领域0001本发明涉及一种抽油机设备，特别是涉及一种抽油光杆及其生产方法。背景技术0002抽油机井一直以来都是国内外油田的主要采油方式，在抽油机井使用的抽油杆中，有一根特殊的抽油杆，即抽油光杆，其上端连接抽油机，下端连接抽油杆柱。随着当前油田生产进入后期，深油井、稠油井、高含水井和高矿化度井的不断增多，抽油光杆的作用和性能日渐重要。然而，抽油光杆的实际工作环境却十分恶劣，不仅要承受日益加大的载荷，而且要承受井液中的H2S、CO2、CL

6、、H2O等的综合腐蚀作用，普通抽油光杆在使用不足一个月表面就会出现大量腐蚀坑，造成盘根盒密封磨损，原油泄漏，不仅减少产量而且对环境造成很大污染，给油田生产带来巨大的经济损失。因此，目前的抽油光杆必须在耐腐蚀性方面不断提高，以满足不断恶劣的服役环境。发明内容0003本发明要解决的技术问题是提供一种抗腐蚀性能好的抽油光杆及其生产方法。0004本发明抽油光杆，包括杆体，所述杆体的两端分别设有杆头，所述杆头上设有螺纹连接部分，其中所述杆体和杆头的外表面覆有一钨基非晶态合金层。0005本发明抽油光杆，其中所述其中一个杆头与杆体的连接处设有镦粗部。0006本发明抽油光杆，其中所述钨基非晶态合金层的厚度为5

7、080M。0007本发明抽油光杆，其中所述钨基非晶态合金层所包含成分的质量百分含量钨1055，镍1565，铁1015，钴612，其余为磷及杂质。0008本发明抽油光杆，其中所述钨基非晶态合金层为长程无序、短程有序的结构。0009本发明抽油光杆，其中所述杆体和杆头的材料为高强度合金钢。0010本发明抽油光杆的生产方法，按照如下步骤进行00111对原料进行冶炼，将钢液浇注成钢锭，轧制成圆钢，空冷至室温，得到高强度合金棒材；00122将高强度合金钢棒材经680720不完全退火，炉冷2小时后冷拔到抽油光杆标准长度，校直，得到合金棒材；00133将步骤2的合金棒材经感应线圈加热至9501050正火，随后

8、加热至410450回火处理，得到抽油光杆粗坯；00144将两端杆头均挤螺纹，得到抽油光杆毛坯；00155对抽油光杆毛坯的表面进行除油、除锈后，浸泡于5的稀硫酸溶液12分钟进行活化处理，然后浸入电沉积槽中采用电沉积的方法使抽油光杆杆体和两端螺纹处包覆一层钨基非晶态合金。0016本发明抽油光杆的生产方法，其中所述步骤5中电沉积液的组份钨酸钠18155G/L，硫酸镍30140G/L，次亚磷酸钠35210G/L，柠檬酸60100G/L；电流密度说明书CN101936138A2/3页410220MA/CM3；PH值7595；温度2580。0017本发明抽油光杆的生产方法，其中在步骤4之前先对抽油光杆粗坯

9、一端进行镦粗，形成一墩粗部。0018本发明抽油光杆的生产方法，还包括步骤6将电沉积处理后的抽油光杆在150700下保温052小时进行热处理。0019本发明抽油光杆及其生产方法与现有技术不同之处在于本发明抽油光杆及其生产方法是同时在杆体表面和杆头上涂覆了一层钨基非晶态合金层，该钨基非晶态合金层具有良好的耐磨损和抗腐蚀性能，能够使本发明抽油光杆在井液高矿化度、普通抽油光杆腐蚀磨损严重的恶劣工况下的使用。0020本发明抽油光杆及其生产方法中采用高强度合金钢制成的杆体和杆头能够满足目前抽油机井采油时日益增大的抽油光杆载荷；同时，钨基非晶态合金层采用电沉积的方法涂覆在抽油光杆的表面，电沉积钨基非金态合金

10、工艺是一种清洁生产工艺，减轻对环境的污染。0021下面结合附图对本发明的抽油光杆及其生产方法作进一步说明。附图说明0022图1为本发明抽油光杆的主视图。具体实施方式0023实施例10024按照下列步骤生产本发明的抽油光杆00251将原料在转炉中冶炼，将钢液浇注成钢锭，轧制成圆钢，空冷至室温，得到高强度合金棒材20CRMO；00262将高强度合金钢棒材经680不完全退火，炉冷2小时后冷拔到抽油光杆标准长度，抽油光杆标准长度有8M、914M、11M等多种规格，校直，得到合金棒材；00273将步骤2的合金棒材经感应线圈加热至1050正火，随后加热至450回火处理，得到抽油光杆粗坯；00284对抽油光

11、杆粗坯一端进行镦粗，形成一墩粗部；将两端杆头均挤螺纹，得到抽油光杆毛坯；00295对抽油光杆毛坯的表面进行化学除油，使用砂带磨床进行打磨除锈后，浸泡于5的稀硫酸溶液12分钟进行活化处理，然后浸入电沉积槽中采用电沉积的方法使抽油光杆杆体和两端螺纹处包覆一层钨基非晶态合金，电沉积液的组份钨酸钠155G/L，硫酸镍30G/L，次亚磷酸钠210G/L，柠檬酸60G/L；电流密度220MA/CM3；PH值8；温度25。00306将电沉积处理后的抽油光杆在150下保温2小时进行热处理，热处理后显微硬度达到9001300HV。0031得到的产品抽油光杆如图1所示，包括杆体1，杆体1的两端设有杆头2，右端杆头

12、2与杆体1的连接处加工有镦粗部4，杆头2上加工有螺纹连接部分，杆体1和杆头2的外表面覆有一钨基非晶态合金层3，钨基非晶态合金层3的厚度为80M。钨基非晶态合金层3所包含成分的质量百分含量钨55，镍15，铁10，钴12，其余为磷及杂质，钨基非说明书CN101936138A3/3页5晶态合金层3为长程无序、短程有序的结构。0032实施例20033按照下列步骤生产本发明的抽油光杆00341将原料在转炉中冶炼，将钢液浇注成钢锭，轧制成圆钢，空冷至室温，得到高强度合金棒材20CRMO；00352将高强度合金钢棒材经720不完全退火，炉冷2小时后冷拔到抽油光杆标准长度，校直，得到合金棒材；00363将步骤

13、2的合金棒材经感应线圈加热至950正火，随后加热至410回火处理，得到抽油光杆粗坯；00374对抽油光杆粗坯一端进行镦粗，形成一墩粗部；将两端杆头均挤螺纹，得到抽油光杆毛坯；00385对抽油光杆毛坯的表面进行化学除油，使用砂带磨床进行打磨除锈后，浸泡于5的稀硫酸溶液12分钟进行活化处理，然后浸入电沉积槽中采用电沉积的方法使抽油光杆杆体和两端螺纹处包覆一层钨基非晶态合金，电沉积液的组份钨酸钠18G/L，硫酸镍140G/L，次亚磷酸钠35G/L，柠檬酸100G/L；电流密度10MA/CM3；PH值9；温度80。00396将电沉积处理后的抽油光杆在700下保温05小时进行热处理，热处理后显微硬度达到

14、9001300HV。0040得到的产品抽油光杆包括杆体，杆体的两端设有杆头，右端杆头与杆体的连接处加工有镦粗部，杆头上加工有螺纹连接部分，杆体和杆头的外表面覆有一钨基非晶态合金层，钨基非晶态合金层的厚度为50M。钨基非晶态合金层所包含成分的质量百分含量钨10，镍65，铁15，钴6，其余为磷及杂质，钨基非晶态合金层为长程无序、短程有序的结构。0041在实验室环境下，矿化度41670MG/L，温度60，流速1M/S，试验周期3D，分别对上述实施例中的抽油光杆和普通抽油光杆基体20CRMO抽油光杆进行了10CO2和饱和CO2的抗腐蚀对比试验，结果如下0042样品10CO2腐蚀速率MM/A饱和CO2腐蚀速率MM/A普通抽油光杆0255017124实施例10086901045实施例200607001870043从以上实验结果可以发现通过本专利方法生产的抽油光杆的抗腐蚀性能得到了很大的提升。0044以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。说明书CN101936138A1/1页6图1说明书附图