[发明专利]抽油光杆及其生产方法

说明书

技术领域

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

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^-、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

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。

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。

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。

本发明抽油光杆，其中所述钨基非晶态合金层的厚度为50～80μm。

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10％～55％，镍15％～65％，铁10％～15％，钴6％～12％，其余为磷及杂质。

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。

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。

本发明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680～720℃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；

(3)将步骤(2)的合金棒材经感应线圈加热至950℃～1050℃正火，随后加热至410℃～450℃回火处理，得到抽油光杆粗坯；

(4)将两端杆头均挤螺纹，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1～2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。

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18～155g/L，硫酸镍30～140g/L，次亚磷酸钠35～210g/L，柠檬酸60～100g/L；电流密度：10～220mA/cm³；PH值：7.5～9.5；温度：25～80℃。

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一端进行镦粗，形成一墩粗部。

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150℃～700℃下保温0.5～2小时进行热处理。

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。

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工艺是一种清洁生产工艺，减轻对环境的污染。

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

图1为本发明抽油光杆的主视图。

具体实施方式

实施例1

按照下列步骤生产本发明的抽油光杆：

(1)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；

(2)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、9.14m、11m等多种规格，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1050℃正火，随后加热至450℃回火处理，得到抽油光杆粗坯；