內(nèi)表面局部硬化(合金化)抗偏磨油管的制作方法
【專利摘要】油管在工作狀態(tài)時(shí)，抽油桿及抽油桿扶正器在油管內(nèi)表面做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)如果是在斜井，水平井的情況下。抽油桿扶正器對(duì)油管內(nèi)表面會(huì)形成長(zhǎng)期的摩擦。而抽油桿扶正器和油管內(nèi)表面是以一定公差范圍內(nèi)的間隙配合。通過往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及單向密封原理在油管內(nèi)部形成負(fù)壓。從而將原油從數(shù)千米的地下抽取到地表。為了防止或者減緩偏磨現(xiàn)象的產(chǎn)生，本發(fā)明 申請(qǐng)人:設(shè)計(jì)了磨損模擬設(shè)備。以檢驗(yàn)各種條件下的抗磨周期。
【專利說明】?jī)?nèi)表面局部硬化(合金化)抗偏磨油管
[0001]目前國(guó)內(nèi)外有些企業(yè)采用內(nèi)表面整體涂鍍，氮化等內(nèi)表面整體硬化的方式來解決油管的抗偏磨問題，但是這些整體硬化的工藝均存在一個(gè)弊端。即:目前國(guó)內(nèi)井深從2000米到7000米不等，在現(xiàn)場(chǎng)安裝的過程中，油管是垂直向下，逐一連接，所以油管裝配時(shí)管體所承受的縱向載荷為20-70噸不等(甚至更大)，在此重力條件下，油管會(huì)發(fā)生縱向塑性延伸。直白的說:地表水品放置的4500米油管，在垂直安裝時(shí)，總長(zhǎng)會(huì)延伸至4522.5米(按照API5CT表C6第4列數(shù)據(jù)計(jì)算)。油管本身的設(shè)計(jì)是允許承受這樣的自重延伸，但是硬化層由于硬度增加而塑性降低，在自重延伸情況下，整體硬化層在管體自重延伸的過程中，會(huì)發(fā)生龜裂。而龜裂現(xiàn)象是本身就是導(dǎo)致油管失效的原因之一。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明主要涉及利用激光在油管，套管的內(nèi)表面形成深度為0.2-2.5MM的高硬度強(qiáng)化層，通過控制光功率以及原料鋼管的加工運(yùn)營(yíng)方向，得到任意厚度和形狀的強(qiáng)化抗磨層。
【背景技術(shù)】
[0003]目前，由于油管安裝和抽油桿安裝的不恰當(dāng)。抽油系統(tǒng)在工作過程中，抽油桿接頭部位和油管的內(nèi)表面形成長(zhǎng)期的縱向摩擦，最后在油管內(nèi)表面形成摩擦溝槽，從而失去密封，油井產(chǎn)量下降，增加了更換油管的成本。
[0004]同時(shí)在石油鉆采時(shí)的套管內(nèi)作業(yè)，以及地質(zhì)穿越等行業(yè)在套管內(nèi)下鉆時(shí)，由于鉆桿的接頭部位對(duì)套管的內(nèi)表面形成摩擦而導(dǎo)致大批套管成一次性使用，極大的浪費(fèi)了資源，增加作業(yè)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是針對(duì)以上不足之處，提供一種綜合成本低廉，使用壽命長(zhǎng)的油套管。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是在2軸伺服系統(tǒng)上疊加激光輸出端口對(duì)鋼管的內(nèi)表面進(jìn)行強(qiáng)化，熔覆，以得到設(shè)計(jì)所需要的硬化深度，硬度，以及合金層。油管內(nèi)表面的硬化形式為螺旋帶狀或等距環(huán)狀和等距W型。
[0007]通過在熔覆過程中喂入不同的合金粉末，可以在鋼管的內(nèi)表面得到抗磨，防腐，等不同要求的合金層。該硬化帶的金相組織為微晶馬氏體組織，具有高硬度耐磨(硬度達(dá)HRC63)特性，W型的間隙和螺旋硬化帶的導(dǎo)程為抽油桿扶正器總長(zhǎng)的45%。這樣的設(shè)計(jì)可以保證抽油桿扶正器的總長(zhǎng)范圍內(nèi)被2道硬化帶所圍繞。而油管自重所導(dǎo)致的長(zhǎng)度延伸則有非硬化部分承擔(dān)。由此可以做到硬化抗磨和自重延伸均能得到保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明。
[0009]附圖1為定向井示意圖，附圖2為抽油桿扶正器示意圖，附圖3為抗偏磨油管縱剖示意圖，附圖4為抗偏磨油管樣品示意圖，附圖5為偏磨后油管示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0010]I)在API標(biāo)準(zhǔn)油管R3長(zhǎng)度的3軸數(shù)控車床上，導(dǎo)入大功率光纖激光，對(duì)已經(jīng)經(jīng)過內(nèi)表面除銹的鋼管進(jìn)行強(qiáng)化。由數(shù)控車床1，2軸控制轉(zhuǎn)速和導(dǎo)程，第三軸控制光功率和光開關(guān)。
[0011]2)在做熔覆合金化處理時(shí)，在鋼管的一端用惰性氣體吹入合金粉末，另一端做收集回用，從而得到復(fù)雜合金的強(qiáng)化帶。
[0012]3)利用金屬鈷，鎢，鉻，鎳，釔，碳，等不同配比的粉末，得到不同性能的內(nèi)表面硬化
合金帶。
[0013]經(jīng)過不同的強(qiáng)化處理后，常規(guī)中碳高錳鋼的油套管的硬度能達(dá)到洛氏55-65度之間。
【權(quán)利要求】
1.利用激光對(duì)油套管內(nèi)表面進(jìn)行強(qiáng)化或者合金化。
2.油套管內(nèi)表面抗磨層為“等距斷續(xù)型”或者“連續(xù)螺旋形”。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK103670288SQ201310444249
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】陳偉琛 申請(qǐng)人:陳偉琛