[发明专利]一种新型抽油杆接箍及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石油设备领域，尤其涉及一种新型抽油杆接箍及其制备工艺。

背景技术

抽油杆接箍是在油田有杆泵采油系统中应用非常广泛的零件，通过其可以实现抽油杆之间的连接，使抽油杆的总长度到达地下数百米甚至数千米深的原油层。在油田抽油机进行工作的时候，抽油杆在油管内上下往复移动，而抽油杆接箍直径大于抽油杆，因此抽油杆接箍不可避免的与油管内壁发生摩擦、碰撞，很容易造成抽油杆接箍和油管内壁的磨损以及受到井液的长期腐蚀，而腐蚀和磨损带来的最直接影响就是接箍的偏磨及油管内壁的变薄，甚至会造成抽油杆的脱落和油管的磨穿。

目前，解决上述问题的常规方法是采用：1)接箍外层喷涂镍合金涂层，此方法虽显著延长了检泵周期，但还是会发生合金涂层接箍对油管内壁的磨损，有时会导致油管穿孔，造成油井的停产，给油田带来很大的经济损失。2)直接在镍基合金涂层中添加固体润滑剂，此方法虽能有效解决镍基合金涂层接箍润滑和油管磨损问题，但由于添加二硫化钼和有机润滑颗粒等几类固体润滑颗粒会导致涂层出现孔洞等缺陷，实际制备的难度和限制较大，此类产品的现场应用很少。3)镍基合金涂层中增加金属减摩元素，如将Cu和Mo作为减摩元素、或者将Cu、Mo和Sn作为减摩元素，但由于镍基合金粉末自身的特点，减摩元素的添加量非常有限，否则会引起涂层硬度降低过多，甚至出现孔洞等涂层质量显著降低的问题；因此从现场使用结果看，发现此类合金涂层接箍依然存在一定比例磨穿油管的问题，特别是在井筒中的造斜段等情况出现较多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种新型抽油杆接箍，其采用全新的“软基体减摩合金涂层+硬质耐磨颗粒”技术方案，有效解决接箍自身的磨损和对油管的磨损，实现了两者使用寿命的同步延长，消除了油田正常生产的隐患，提高经济效益和社会效益。

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种新型抽油杆接箍的制备工艺。

按照本发明提供的一种新型抽油杆接箍采用的主要技术方案为：包括本体，所述本体为一中空圆柱体，其中部是两棱扳手的方颈平面，且两方颈平面相互平行，所述本体中部设有一轴向内螺纹通孔；其特征在于：所述本体外表面部分覆盖或全部覆盖有铜基合金复合涂层，所述铜基合金复合涂层包括质量百分数为10％～50％的WC颗粒和质量百分数为50％～90％的铜基合金粉末。

发明提供的一种新型抽油杆接箍采用如下附属技术方案：

所述铜基合金复合涂层外表面形成有均匀分布直径为0.05～0.5mm、深度为0.05～0.1mm半球状圆坑。

所述本体中部外表面设有呈环状的镍基合金涂层；所述镍基合金涂层两端分别设有呈环状分布的所述铜基合金复合涂层，所述铜基合金涂层与所述镍基合金涂层连接。

所述铜基合金复合涂层和镍基合金涂层之间设一由质量百分比为1∶1的铜基合金复合粉末与镍基合金粉末组成的过渡段层。

所述铜基合金复合粉末包含的组分及各组分的质量百分含量如下：锰0.1％～1.5％、镍12％～18％、硅2.0％～5.0％、硼0.4％～3.5％、余量为铜；所述镍基合金粉末包含的组分及各组分的质量百分含量如下：碳0.3％～1.0％、铬12％～20％、硅3.0％～5.5％、硼3.0％～5.5％、铁0.1％～8％、余量为镍。

所述铜基合金复合粉末的粒度为60μm～150μm，所述镍基合金粉末的粒度为20μm～102μm。

所述过渡段层的长度为5～10mm。

所述铜基合金复合涂层一直延伸到接箍基体的外端面，并与外端面用圆弧倒角过渡，且其长度为10～20mm。

所述WC颗粒的粒度为1μm～10μm。

所述铜基合金复合涂层和镍基合金涂层的制备均采用水玻璃作为粘结剂进行预粘结。

所述铜基合金复合涂层外表面半球状圆坑的分布密度为10～50个/cm²。

碳化钨为黑色六方晶体，是一种由钨和碳组成的化合物，化学式为WC，碳化钨的硬度极高，摩氏硬度为8.5～9，且熔点达到2870℃，常被用作切削刀具材料、制造高硬度装甲或穿甲弹弹芯，以及一些需要高硬度的器材零件。

以上所述接箍外表面的合金涂层全部采用预粘结后重熔热处理工艺制备。

按照本发明提供的一种新型抽油杆接箍的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一，将接箍毛坯外表面的油污清洗干净并吹干；

步骤二，对接箍毛坯外表面依次进行喷砂除锈、粗化和活化，备用；