[发明专利]一种抽油杆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气开采领域，具体而言，涉及一种抽油杆及其制备方法。

背景技术

在石油的开采过程中，抽油杆始终处于硫化氢、二氧化碳、溶解氧和导电性钻井液的共同作用下，即易被腐蚀的环境中。抽油杆处于动态的拉、压、弯、扭的环境中，又受到流体流动和磨粒磨损的作用，使抽油杆腐蚀加剧并极易产生腐蚀疲劳、冲刷腐蚀等。现在，油田开发进入中后期，随着井液含水量的上升，抽油杆的工作环境越来越恶劣。因此，人们不断地研究抽油杆的腐蚀机理并采取相应的防腐蚀措施。

目前，提高抽油杆防腐蚀能力的方法主要有：1）通过发展新型抽油杆材料、改进热处理工艺等方式，提高材质本身的耐蚀耐磨性能；2）定期在井里加缓蚀剂；3）在抽油杆的表面加保护层，包括：非金属涂层，如用塑料，聚乙烯、聚氯乙烯等，喷涂抽油杆表面；金属保护层：将一种金属镀在被保护的抽油杆表面上，形成保护镀层，如热喷镀、电镀、化学镀、渗镀、热浸镀、真空镀等方法。

这些方法均可提高抽油杆耐腐蚀性能，但无法较好的经受各种腐蚀性介质的腐蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抽油杆及其制备方法，以解决上述的问题。

一种抽油杆，包括抽油杆基体，所述抽油杆基体的表面由内至外依次具有化合物层以及金属氧化层，所述化合物层与金属氧化层为所述抽油杆基体依次采用氮碳钇离子渗剂、离子活化渗剂、氧离子渗剂渗入所形成；

其中所述氮碳钇离子渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na₂CO₃10%-15%，K₂CO₃10%-20%，NaCl20%-25%，CO(NH₂)₂30%-40%，K₂SO₃1%-3%，CeCO₃l%-3%，LiOH5%-10%，YCl₃0.03-1%；

所述离子活化渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na₂S0₄5%-10%，Na₂CO₃10%-20%，K₂CO₃10%-20%，NaCl20%-25%，CO(NH₂)₂30%-40%，K₂SO₃1%-3%，CeCO₃l%-3%，LiOH5%-10%，KCl3%-5%；

所述氧离子渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na₂CO₃20%-30%，NaNO₂20%-30%，NaNO₃30%-40%，CeSO₄10%-20%。

本发明中，抽油杆基体表明经氮碳钇离子渗剂处理，氮碳钇离子渗剂中的离子在抽油杆表面形成预期厚度的渗层，该渗层由金属元素的氮碳化合物以及氮在铁中的固溶体组成，具有高耐蚀的特性。

之后，经活性离子渗剂进一步活化并向抽油杆基体方向扩散，再次完成扩散以及吸附过程，调整金属元素氮碳化合物的比例和增加复合渗层厚度，从而提高抽油杆的抗疲劳性能。

最后，通过氧离子渗剂渗入处理，残留于抽油杆表面的氮碳钇离子渗剂与氧离子渗剂反应、形成的渗层为一部分氧以间隙形式溶入化合物晶格中，另一部分氧在表面形成金属氧化层，从而进一步提高抽油杆的抗耐蚀性能。

本发明通过将非金属元素和微量金属元素渗入进抽油杆基体的表面中，在抽油杆基体的表面形成化合物层以及金属氧化层，不仅极大地提高了抽油杆的耐蚀性，并且处理后的抽油杆还具有良好的力学性能，且性价比高，对环境没有污染。

本发明所用渗剂中有益活性离子稳定性好，随着可控离子渗入（PIP)处理的进行，活性离子浓度的下降呈现一定规律，通过化学分析检测手段对离子浓度进行分析，能定量调节渗剂中活性离子的浓度，同时通过改变渗入温度和渗入时间，可有效控制复合渗层中物相的比例，并得到预期的渗层厚度。