[实用新型]一种抽油光杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油设备，更具体涉及一种抽油光杆。

背景技术

抽油机井一直以来都是国内外油田的主要采油方式，而抽油光杆是这类有杆抽油系统的关键部件之一。抽油光杆作为抽油机井的第一根抽油杆，首先要承受井下所有的抽油杆、抽油泵和油井井液的重力以及抽油过程中产生的各种阻力等载荷；由于其在一个工作周期内要往复出现在井下井液和大气之间，同时还要持续的与井口的橡胶油封发生摩擦，因此使得普通光杆难以承受这样的腐蚀和磨损；另外，随着当前深油井、稠油井和高含水井的不断增多，也需要不断开发承载能力足够大耐磨耐蚀性能足够好的抽油光杆。

当前，要想使高强度抽油光杆同时具有较好的耐磨耐蚀性能，就需要进行进一步的表面渗镀等热处理或化学处理，目前尤以表面喷焊不同镍基合金涂层应用较为广泛。而国内油田基本没有高承载耐磨耐蚀的材料型超高强度抽油光杆的应用，仍然普遍使用20CrMo基材和表面喷焊镍基合金涂层的喷焊光杆，使得其在生产加工和性能要求等方面已经逐渐难以满足油田实际的需求。特别是由于光杆在其卡子下方十公分范围内承受着较大的弯曲循环载荷作用，使得该位置的断裂成为光杆断裂的主要形式，而这种断裂形式对于喷焊涂层光杆来说更为显著，这主要是由于油田现有喷焊光杆在镍基合金涂层的成分优化、以及镍基涂层和光杆基材的匹配选择上不够合理，导致此类喷焊涂层光杆在使用过程中的弯曲力作用下涂层表面会较快产生裂纹并扩展，严重降低了喷焊光杆的使用寿命。

因此，如何优化镍基合金涂层的成分，选择性能更佳的HL型光杆基材，并在涂层喷焊过程中实现合金涂层与光杆基材的合理匹配，大幅提高喷焊涂层光杆的抗弯能力和表面涂层的抗裂纹能力，将是关系到喷焊涂层光杆能否不断满足油田使用要求的关键所在。

综上所述，油田迫切需要一种性能优良且成本相对较低的材料型抽油光杆，结合改进后的热喷焊涂层技术，使该类型抽油光杆具有足够的承载能力和抗弯性能，以及较好的耐磨和耐蚀性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种具有较大的承载能力和抗弯能力，以及较好的耐磨耐蚀性能的抽油光杆。

按照本实用新型提供的一种抽油光杆，包括基材和喷焊于所述基材表面的镍基合金涂层，所述镍基合金涂层为含铜的镍基合金涂层。

按照本实用新型提供的一种抽油光杆还具有如下附属技术特征：

所述基材与所述镍基合金涂层之间相互渗透形成渗透层。

所述渗透层的厚度为1μm～10μm。

所述镍基合金涂层的厚度为0.10mm～0.50mm。

表面粗糙度R_a小于等于0.6μm。

所述镍基合金涂层的硬度为25HRC～38HRC。

所述基材的截面中心硬度为35HRC～47HRC。

按照本实用新型提供的一种抽油光杆与现有技术相比具有如下优点：

1、本实用新型在涂层中添加了铜，铜元素具有优异的耐蚀和耐磨性能，因此通常被广泛用于耐蚀和固体润滑领域，如在一些喷焊接箍用的合金粉末中通过增加少量的铜元素(通常为2～4％)，就可使其获得的喷焊涂层具有更加优异的润滑和耐蚀性能，但在本实用新型中，铜元素的作用不仅是耐蚀和润滑，而是将铜元素首次以改善合金涂层力学性能的目的加入合金粉末当中，通过适当提高铜的含量并对其含量范围的适当控制，以及对合金粉末的其它元素成分范围的相应调整，从而使本实用新型中的合金粉末喷焊涂层具有更佳的韧性，可以在一定程度上提高涂层抵抗裂纹形成和扩展的能力。特别是，通过该涂层和基材的优化匹配，可以使得本实用新型的抽油光杆具有更佳的整体抗弯性能和抵制表面裂纹产生的能力，为解决油田光杆使用寿命问题提供了较好的解决途径。

2、本实用新型使镍基合金涂层与基材之间形成渗透层，从而使得镍基合金涂层和基材的结合更加紧密，提高了结合的强度，减少了涂层表面裂纹等缺陷产生的可能。

3.本实用新型中严格限制了喷焊合金光杆的粗糙度，使得在该粗糙度条件下，光杆和井口油封之间的磨损进一步降低，在保证不漏油和摩擦力变化不大的前提下，一定程度上减少油封的更换。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

具体实施方式

参见图1，在本实用新型给出的一种抽油光杆的实施例，包括基材1和喷焊于抽油光杆基材1表面的镍基合金涂层2两部分构成，抽油光杆基材1是一种一端镦粗型柔性长杆，包括一端的镦粗段3，两端的杆头4、5和中间的杆体6两部分，其杆头上有可与抽油杆接箍连接的外螺纹。