[发明专利]一种防腐防粘扣耐高温油套管连接器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种防腐防粘扣耐高温油套管连接器，包括连接器基体和钨基非晶态合金镀层，非晶态合金镀层本身活性较高，镀层中存在的Ni‑P非晶态结构钝化膜，分布均匀致密，可以阻止内部进一步腐蚀；另外，本申请所述的油套管连接器可代替普通的油套管连接器以及常规的涂刷防粘扣剂等工序，通过在基体上电镀非晶态合金，省去了涂刷润滑剂、防粘扣剂等步骤，有效降低了人工强度，提高了石油的开采效率，而且避免了润滑剂、防粘扣剂在高温下失效的缺陷，延长了油套管的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种连接器，特别是涉及一种油田开采用防腐防粘扣耐高温油套管连接器。

背景技术

在油田开发过程中，抽油机井采油是国内外油田最主要的采油方式，其中油套管是其主要设备，一般的，油套管通过油套管接箍的螺纹连接起来，并保持油套管空间的密封状态。

然而，随着油田进入中后期开采，井下工作环境愈加恶劣，井液中含有二氧化碳、硫化氢等多种腐蚀成分，再加上高矿化度、高温等情况，井液对油套管接箍的腐蚀破坏日益严重，经常导致油套管接箍发生腐蚀穿孔造成漏油，严重时候发生螺纹失效而断脱，造成严重的停井事故，因此油井在生产一段时间以后需要停产检修，在油井检修时，油套管接箍还会出现和油套管的粘扣现象，导致无法正常、快速的进行油套管接箍卸下和更换工作，增大了操作工的工作强度，降低了工作效率。

针对粘扣情况，目前油田普遍采用在油套管接箍的螺纹处涂刷润滑膏、防粘扣剂等办法，虽然起到了一定的效果，但是额外增加了操作工的劳动强度，并且效果只能维持一次，下次检修还需要再重复进行。此外，润滑膏、防粘扣剂等材料长时间在高温环境下会失效，无法满足目前油田日益增多的超深井、稠油热井开采的耐高温工况需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种防腐防粘扣耐高温油套管连接器，该油套管连接器克服了上述现有技术中存在的缺陷，在油田开采过程中具有较小的腐蚀性，耐高温，不存在粘扣现象。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种防腐防粘扣耐高温油套管连接器，包括连接器基体和钨基非晶态合金镀层，其中钨基非晶态合金镀层位于连接器基体的内外表面；

所述钨基非晶态合金镀层为Ni 30～38wt％，W 50～60wt％，P≤6wt％，B≤7wt％，Co 0.5～1.2wt％，Cu 0.4～0.8wt％。

优选的，所述钨基非晶态合金镀层的厚度为70～85μm。

本发明中，随着Co的含量增加，能有效提高镀层的耐腐蚀性，但是Co的含量过多，在酸性条件下，随着温度上升，镀层中B元素会向内层扩散，导致表层Co含量相对过剩，从而破坏非晶结构，使缺陷增多，导致特定的腐蚀环境条件下，耐腐蚀性能有所下降，因此，Co的含量上限选为1.2％。

本发明中，铜可以用于防粘扣镀层的合金成分中，使镀层具有良好的韧性、延展性和与基体的结合力，但是铜的硬度偏低，其与镀层合金成分中Co等高硬度合金元素有配伍作用，可使镀层的硬度控制在450～480Hv，本申请将Cu的含量控制在0.4～0.8wt％，因为过高的硬度导致过高的脆性。

本发明还提供了一种上述所述防腐防粘扣耐高温油套管连接器的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备连接器基体：采用符合石油行业标准的材料加工成空心圆柱体本体，在本体内沿轴向通孔，通孔有一定的锥度，然后在通孔内壁加工内螺纹，即得到连接器基体，其中内螺纹的规格符合石油行业标准，通孔的锥度为12°；

(2)连接器基体的预处理：将连接器基体进行热水洗和冷水洗，除去基体表面的油脂和杂质；

(3)电镀：在上述预处理的连接器基体表面电镀钨基非晶态合金镀层；

(4)热处理：电镀工序完成后，将工件在氮气气氛中进行热处理，即得防腐防粘扣耐高温油套管连接器。