自润滑抽油杆接箍及其制作工艺.pdf

本发明公开了一种自润滑抽油杆接箍及其制作工艺。它利用其自润滑功能优先保护油管，使接箍与油管间的磨损量达到一致，提高油井的免修期。其结构为：它在抽油杆接箍上设有自润滑涂层，该涂层的成份按重量份数为：C 0.4-0.8份，Si 3.2-4.7份，B 2.3-3.5份，Cr14-16份，Fe 12-25份，Ni 51-66份，涂层厚度为0.5-0.8mm。

1.  一种自润滑抽油杆接箍，其特征是，它在抽油杆接箍上设有自润滑涂层，该涂层的成份按重量份数为：C 0.4-0.8份，Si 3.2-4.7份，B 2.3-3.5份，Cr14-16份，Fe 12-25份，Ni 51-66份，涂层厚度为0.5-0.8mm。

2.  一种权利要求1所述的自润滑抽油杆接箍的制作方法，其特征是，它的步骤为：
(1)采用金属清洗剂清洗普通抽油杆接箍表面油污；
(2)对接箍表面进行喷砂处理，接箍表面除锈，其表面粗糙度为Ra5-10um；
(3)采用氧乙炔火焰在接箍表面喷涂合金粉末，喷熔温度为700~800℃，喷涂后再对涂层进行火焰重熔，重熔温度为1100~1200℃，提高涂层与基体结合强度，涂层厚度为0.5-0.8mm。

3.  如权利要求2所述的自润滑抽油杆接箍的制作方法，其特征是，所述步骤(2)中利用14～18号棕刚玉砂对接箍表面进行喷砂处理。

自润滑抽油杆接箍及其制作工艺
技术领域
本发明涉及一种自润滑抽油杆接箍及其制作工艺，属于石油设备领域。
背景技术
随着油田进入高含水开发阶段，产出液介质的变化使抽油井的杆管偏磨日益加剧。耐磨抽油杆接箍(专利ZL02235325.9)通过在普通抽油杆接箍表面热喷涂一层耐磨耐腐涂层，使接箍的磨损局限于涂层，但由于采用高硬度的涂层，对油管磨损严重。双向保护抽油杆接箍(ZL200510083018.3)通过在耐磨涂层中添加铜、钼元素可提高接箍涂层的自润滑性能，大大降低对油管的磨损。但其优先保护接箍，油管的磨损量仍高于接箍，在接箍涂层未磨损掉前，油管先被磨穿，导致油井免修期降低。另外，铜、钼元素的添加以及高含量的镍元素导致接箍成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自润滑抽油杆接箍及其制作工艺，利用其自润滑功能优先保护油管，使接箍与油管间的磨损量达到一致，提高油井的免修期。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自润滑抽油杆接箍，它在抽油杆接箍上设有自润滑涂层，该涂层的成份按重量份数为：C 0.4-0.8份，Si 3.2-4.7份，B 2.3-3.5份，Cr14-16份，Fe 12-25份，Ni 51-66份，涂层厚度为0.5-0.8mm。
一种自润滑抽油杆接箍的制作方法，它的步骤为：
(1)采用金属清洗剂清洗普通抽油杆接箍表面油污；
(2)对接箍表面进行喷砂处理，接箍表面除锈，其表面粗糙度为Ra5-10um；
(3)采用氧乙炔火焰在接箍表面喷涂合金粉末，喷熔温度为700～800℃，喷涂后进行火焰重熔，重熔温度为1100～1200℃，提高涂层与基体结合强度，涂层厚度为0.5-0.8mm。
所述步骤(2)中利用14～18号棕刚玉砂对接箍表面进行喷砂处理。
本发明采用的自润滑涂层是利用石墨、纳米SiC(纳米SiC在喷涂中由c和Si反应生成，C有剩余)的自润滑功能降低接箍和油管间的摩擦系数，通过降低镍含量和提高铁含量降低涂层硬度，减小接箍对油管的磨损。
其制备方法是首先将普通抽油杆接箍表面喷砂处理，其表面粗糙度为Ra5-10um。然后在接箍表面氧乙炔火焰喷涂一层耐磨合金粉末，经火焰重熔后，获得0.5-0.8mm厚度的自润滑涂层。
与现有技术相比，本发明的自润滑抽油杆接箍，其使用寿命长，成本低。
具体实施方式
下面实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本发明在抽油杆接箍上设有自润滑涂层，该涂层的成份按重量份数为：C 0.4份，Si 3.2份，B 2.3份，Cr14份，Fe 12份，Ni 51份，涂层厚度为0.5mm。
其制作工艺为：
(1)采用金属清洗剂清洗普通抽油杆接箍表面油污。
(2)利用14号棕刚玉砂对接箍表面进行喷砂处理，接箍表面除锈，其表面粗糙度为Ra5um。
(3)采用氧乙炔火焰在接箍表面喷涂合金粉末，喷涂后进行火焰重熔，提高涂层与基体结合强度，涂层厚度为0.5mm。
实施例2：
本发明在抽油杆接箍上设有自润滑涂层，该涂层的成份按重量份数为：C 0.5份，Si 3.5份，B 2.5份，Cr15份，Fe 15份，Ni 55份，涂层厚度为0.6mm。
自润滑抽油杆接箍的制作方法为：
(1)采用金属清洗剂清洗普通抽油杆接箍表面油污；
(2)利用15号棕刚玉砂对接箍表面进行喷砂处理，接箍表面除锈，其表面粗糙度为为Ra6um；
(3)采用氧乙炔火焰在接箍表面喷涂合金粉末，喷涂后进行火焰重熔，提高涂层与基体结合强度，涂层厚度为0.6mm。
实施例3：
本发明在抽油杆接箍上设有自润滑涂层，该涂层的成份按重量份数为：C 0.6份，Si 4份，B3份，Cr16份，Fe 20份，Ni 60份，涂层厚度为0.7mm。
自润滑抽油杆接箍的制作方法为：
(1)采用金属清洗剂清洗普通抽油杆接箍表面油污；
(2)利用16号棕刚玉砂对接箍表面进行喷砂处理，接箍表面除锈，其表面粗糙度为为Ra7um；
(3)采用氧乙炔火焰在接箍表面喷涂合金粉末，喷涂后进行火焰重熔，提高涂层与基体结合强度，涂层厚度为0.7mm。
实施例4：
本发明在抽油杆接箍上设有自润滑涂层，该涂层的成份按重量份数为：C 0.8份，Si 4.7份，B 3.5份，Cr16份，Fe 25份，Ni 66份，涂层厚度为0.8mm。
自润滑抽油杆接箍的制作方法为：
(1)采用金属清洗剂清洗普通抽油杆接箍表面油污；
(2)利用18号棕刚玉砂对接箍表面进行喷砂处理，接箍表面除锈，其表面粗糙度为为Ra10um；
(3)采用氧乙炔火焰在接箍表面喷涂合金粉末，喷涂后进行火焰重熔，提高涂层与基体结合强度，涂层厚度为0.8mm。
采用台架磨损试验机对自润滑抽油杆接箍与双向保护抽油杆接箍进行磨损试验。磨损试验参数为：有效冲程100mm，磨损速度270次/min，磨损介质为水，磨损温度为42℃，磨损载荷为400N，磨损次数为40万次。结果表明，双向保护抽油杆接箍，接箍磨损量为0.36-0.37mm，对应油管磨损量为0.75mm；自润滑抽油杆接箍，接箍磨损量为0.63-0.65mm，对应油管磨损量为0.35-0.5mm。将两种抽油杆接箍进行实际应用，双向保护抽油杆接箍的油井免修期低于185天，自润滑抽油杆接箍的油井免修期高于200天。