浅谈表面工程技术在采油机械中的应用

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1、石油机械·108·CHINAPETROLEUMMACHINERY2002年第30卷增刊月专盈编述卜浅谈表面工程技术在采油机械中的应用周海’陈家庆(北京石油化工学院机械工程系)摘要随着我国各油气田相继进入中后期开采，机械采油所占的比重越来越大，这些采油机械设备工作性能的好坏和工作周期的长短将直接影响油气井的产It和总体开发效益，因此在采油机械中应用表面工程技术应该受到关注。揭示了表面工程技术在采油机械领域应用所做出的积极贡献;介绍了表面工程技术在有杆采油设备和无杆采油设备中的应用情况，指出了该技术在其它采油机械中的潜在应用场合。最后对表面工程技术在采油

2、设备领域的应用提出了建议。关键词采油机械表面工程耐魔防梦引言在有杆采油设备中的应用随着我国各大油气田相继进人开采的中后期，有杆采油设备目前主要包括抽油机一抽油杆往机械采油方式所占的比重越来越大，这些采油设备复抽油泵和地面驱动装置一抽油杆一螺杆泵两种。工作性能的好坏和工作周期的长短直接影响着油气1.在抽油杆中的应用井的产量，进而影响到油气田的总体开发效益。抽油杆所用材料主要有20CrMo,35Mn2等调表面工程是20世纪80年代兴起的新学科，在质钢，42CrM。正火回火钢以及近几年发展的部分世界发达国家受到了高度重视和广泛应用。简单而非调质钢。在服役条

3、件下，抽油杆的主要失效形式言，表面工程技术的内涵具有如下特色:为腐蚀疲劳断裂，因而从表面工程技术在其上的应(1)对普通基体材料的表面施以各种处理，用情况来看，主要可分为新抽油杆的表面耐磨抗疲使其获得各种多功能性(防腐、耐磨、耐热、耐劳强化处理、表面减摩防腐处理以及旧抽油杆的表疲劳等)、装饰性表面;某些表面处理能获得使用面修复处理。整体材料难以得到的微晶、非晶态等特殊晶型;(1)表面耐磨扰疲劳强化处理国内在提高(2)表面涂层或改性层甚薄，从微米级到毫抽油杆杆体质量方面采用的处理措施有:米级，但却收到了大量昂贵的整体材料难以达到的①喷丸强化。玉门石油机械

4、厂于1992年开展效果;了高强度抽油杆喷丸工艺优化的研究，确定了高强(3)可大幅度节约材料、能源和资源。度抽油杆的最佳喷丸强度，测定了不同喷丸条件下笔者旨在对迄今为止在采油机械领域采用过的的残余应力值，并进行了疲劳强度试验。各种表面工程技术进行粗伐概述，揭示该技术为油②高频冲击感应加热表面强化。采用20田开发所做出的积极贡献，从而更进一步地引起广30MH:的超高频脉冲感应加热，使杆体表面急热大采油机械工作者的关注和重视。至相变温度以上，然后急冷。.周海，副教授，生于195，年，1982年毕业于浙江大学材料科学与工程系金属材料工程专业，1991年获西南

5、交通大学金属材料工程专业硕士学位。1997年赴英国伯明翰大学表面工程研究所作访问学者，现从事表面工程方面的教学与科研工作。任学院党委副书记。地址:(102600)北京市大兴区。电话:(010)69244752一278,〔收稿日期:2001-08-O8;修改稿收到日期:2001-10-17)2002年第30卷增刊周海等:浅谈表面工租技术在采油机械中的应用109·③激光表面淬火。中国科学院力学研究所于以取代普通气体氮化法。20世纪90年代中期与辽河油田合作进行过这方面近几年来，国内山东滨州九环企业集团和辽河的研究，并开发了抽油杆激光表面强化生产线。油田高

6、升整筒抽油泵尸等在应用激光表面强化技术(2)表Irq减摩防腐处理加拿大Preto-ore-方面进行了卓有成效的工作，后者还推出了辽激牌thane公司采用涂钮抽油杆接箍来保护油管和抽油旋流携砂抽油泵。笔者通过对这些工作的调研论证杆，该涂层的粘结强度达27.58MPa，具有较高的后认为，采用激光表面复合强化技术，在合金粉末抗腐蚀性，使用寿命是常规接箍的15倍。Donald中添加一些稀土元素，同时提高表面强化层的耐G.Bellow等人在加拿大自然科学和工程研究中心磨、防腐性能并改善涂层质量(如减小孔隙度)以及帝国油气有限公司的资助下研究了常规接箍和等将是一

7、个很好的思路和研究方向。涂硬硬质合金接箍对油管磨损的对比情况，认为涂(3)阀组件阀组件(阀球和阀座)是抽油层中金属离子的转移增强了油管的耐磨损抗力。泵的易损件，泵的失效有许多因素是由阀组件的损在柔性抽油杆方面，宁厦恒力钢丝绳股份有限坏而引起。从世界范围来看，对这方面的研究更多公司在其所生产的油井抽油用钢丝绳表面采用徐塑地是从材料的角度进行，如美国Nilcra陶瓷公司推工艺处理，解决了耐磨、耐腐蚀问题。出了添加氧化镁的不完全稳定二氧化错陶瓷材料，(3)旧抽油杆的表面修复处理旧抽油杆的用这种材料做成的阀球和阀座称PSZ球和PSZ检测与修复是通过科学的检测

8、与修复工艺，按照旧座[，〕。杆检测标准，将旧抽油杆分类定级，废品报废、合阀座的损坏在许多情况下发生在座口密封