一种自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍.pdf

本发明涉及一种自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，该接箍是一圆柱体，其中部是两棱扳手的方颈平面，两平面互相平行，该接箍中部设有一轴向内螺纹通孔，在接箍外表面具有一层自润滑铁基合金涂层，其厚度为0.25～0.60mm，该自润滑铁基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。本发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍不仅完全能够满足油田现场低腐蚀境况下的耐磨要求，而且能够显著改善当前油田用合金喷焊涂层接箍的自润滑性能，代替镍基合金涂层实现对接箍和油管的有效保护，从而在提高其性能的同时降低喷焊接箍的成本。

1、  一种自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，接箍是一圆柱体，该接箍中部是两棱扳手的方颈平面，两平面互相平行，该接箍中部设有一轴向内螺纹通孔，在接箍外表面具有一层自润滑铁基合金涂层，其厚度为0.25～0.60mm，该自润滑铁基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。

2、  如权利要求1所述的自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，该自润滑铁基合金涂层由5％质量百分含量的FeS粉末与95％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。

3、  如权利要求1所述的自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，该自润滑铁基合金涂层由10％质量百分含量的FeS粉末与90％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。

4、  如权利要求1所述的自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，该自润滑铁基合金涂层由30％质量百分含量的FeS粉末与70％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。

5、  如权利要求1或2或3或4所述的自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，Fe55自熔合金粉末的具体成分按照质量百分含量分别为：碳0.8％～4.5％，铬15％～50％，硅2.0％～5.0％，硼1.5％～4.0％，镍4.0％～20％，余量为铁。

6、  如权利要求1或2或3或4所述的自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，FeS粉末和Fe55自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。

一种自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍
技术领域
本发明属于石油设备领域，具体涉及一种自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍。
背景技术
当前，在腐蚀环境轻微的油田，随着油井的深度不断加大，抽油杆接箍面临着越来越严峻的磨损问题。在这种条件下，经过表面技术处理的普通接箍由于极大地提高了其耐磨性能，较好地适应了油井的环境，其中表面镍基自熔合金喷焊处理接箍以其优异的耐磨性能在油田得到了广泛使用。但长期的使用发现，镍基喷焊接箍对接箍自身的耐磨耐蚀保护非常有效，但对油管的磨损却较为严重。另一方面，随着市场上镍基合金粉末价格的不断攀升，在腐蚀环境轻微的油井中使用镍基合金粉末不仅是较高的粉末成本代价，也是对镍基合金粉末优异耐蚀性能的浪费。因此，开发低成本和优异自润滑效果，同时可以有效保护油管的新型抽油杆接箍，对较为彻底地解决油田轻微腐蚀环境下接箍对油管的磨损问题非常有意义和价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，通过将自润滑铁基合金粉末通过喷焊的方式涂覆在抽油杆接箍表面形成自润滑铁基合金涂层，从而使接箍的耐磨性能得到显著提高，同时具有优异的自润滑性能，大大减少接箍对油管的磨损，解决油田腐蚀轻微条件下接箍对油管内壁的磨损问题。
为实现上述目的，本发明采用以下设计方案：一种自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，接箍是一圆柱体，该接箍中部是两棱扳手的方颈平面，两平面互相平行，该接箍中部设有一轴向内螺纹通孔，在接箍外表面具有一层自润滑铁基合金涂层，其厚度为0.25～0.60mm，该自润滑铁基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
该自润滑铁基合金涂层由5％质量百分含量的FeS粉末与95％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
该自润滑铁基合金涂层由10％质量百分含量的FeS粉末与90％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
该自润滑铁基合金涂层由30％质量百分含量的FeS粉末与70％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
Fe55自熔合金粉末的具体成分按照质量百分含量分别为：碳0.8％～4.5％，铬15％～50％，硅2.0％～5.0％，硼1.5％～4.0％，镍4.0％～20％，余量为铁。
FeS粉末和Fe55自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
本发明的优点是：
1、本发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，其中的自润滑铁基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。其中的FeS自润滑成分显著提高了接箍的自润滑性能，有效的减少了抽油杆接箍对油管内壁的磨损。
2、本发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，通过铁基涂层代替现有技术中的镍基涂层，使得该自润滑铁基喷焊接箍具有良好的耐磨性能的同时具有成本很低的显著优势。
3、本发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，其中的自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍表面处理的方法与普通镍基合金喷焊接箍完全一致，因此非常易于加工和操作。
附图说明
图1为发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍结构示意图
具体实施方式
如图1所示，本发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，接箍1是一圆柱体，其中部是两棱扳手的方颈平面3，两平面互相平行，该接箍中部设有一轴向内螺纹通孔4，可以与抽油杆的外螺纹连接。在接箍1外表面具有一层自润滑铁基合金涂层2，其厚度为0.25～0.60mm，该自润滑铁基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
Fe55自熔合金粉末的具体成分按照质量百分含量分别为：碳0.8％～4.5％，铬15％～50％，硅2.0％～5.0％，硼1.5％～4.0％，镍4.0％～20％，余量为铁。
FeS粉末为市售分析纯级别的FeS粉末试剂。
FeS粉末和Fe55自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
本发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍的制作方法：
1、清洗接箍毛坯表面油污，吹干。
2、接箍毛坯表面进行喷砂处理，使毛坯表面除锈、粗化和活化。
3、在接箍毛坯表面喷焊一层0.25～0.6mm厚度的自润滑铁基合金涂层，该涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合而成。
4、经过接箍表面喷涂、重熔处理后对接箍外圆抛光，接箍外圆表面与端面结合部位倒角打磨圆滑，用角磨机打磨扳手方颈平面使表面光洁度与外圆表面一致，平台倒角处圆滑过渡。
5、最后对接箍内腔攻丝得到自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍。
实施例一，本发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，接箍是一圆柱体，该接箍1具有扳手方颈平面3，两平面互相平行，接箍中部设有一轴向内螺纹通孔4，该接箍1外表面具有自润滑铁基合金涂层2，厚度0.40mm，其中自润滑铁基合金涂层2由5％质量百分含量的FeS粉末与95％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后喷焊而成，Fe55自熔合金粉末选用成都大光热喷涂材料有限公司生产的DG.Fe55自熔合金粉末；FeS粉末选用市场上通用的分析纯级别的FeS粉末。FeS粉末和Fe55自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
实施例二，本发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，接箍是一圆柱体，该接箍1具有扳手方颈平面3，两平面互相平行，接箍中部设有一轴向内螺纹通孔4，该接箍1外表面具有自润滑铁基合金涂层2，厚度0.40mm，其中自润滑铁基合金涂层2由10％质量百分含量的FeS粉末与90％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后喷焊而成，Fe55自熔合金粉末选用成都大光热喷涂材料有限公司生产的DG.Fe55自熔合金粉末；FeS粉末选用市场上通用的分析纯级别的FeS粉末。FeS粉末和Fe55自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
实施例三，本发明自润滑铁基合金喷焊抽油杆接箍，接箍是一圆柱体，该接箍1具有扳手方颈平面3，两平面互相平行，接箍中部设有一轴向内螺纹通孔4，该接箍1外表面具有自润滑铁基合金涂层2，厚度0.40mm，其中自润滑铁基合金涂层2由30％质量百分含量的FeS粉末与70％质量百分含量的Fe55自熔合金粉末均匀混合后喷焊而成，Fe55自熔合金粉末选用成都大光热喷涂材料有限公司生产的DG.Fe55自熔合金粉末；FeS粉末选用市场上通用的分析纯级别的FeS粉末。FeS粉末和Fe55自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
在实验室环境下对以上实施例进行磨损和腐蚀性能评价。磨损试验在MM-200型摩擦磨损试验机上进行，块试样采用油田用N80油管，环试样为45钢基材表面喷焊0.40mm厚的涂层，涂层分别为Ni60喷焊涂层和本发明中的含FeS的Fe55喷焊涂层。实验表明，在400N的试验载荷，400转/分的试验转速，以及20分钟试验时间和水润滑条件下，与N80块/45钢Ni60涂层环摩擦副相比，实施例一、二、三中涂层环试样的磨损量基本持平，但对应的块试样的磨损量则降低了近30倍，使得块试样与环试样的磨损量处于同一个数量级，并且在块试样的磨损表面发现了FeS层的涂抹现象，表明FeS粉末的添加有效地改善了合金喷焊层的自润滑性能，可以减少油管的磨损，对油管形成有效保护。