激光表面改性油管与接箍磨损配合研究.pdf

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1、2010年4月润滑与密封Apr．2010第35卷第4期LUBRICAT10NENGINEERINGV01．35No．4DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．04．020激光表面改性油管与接箍磨损配合研究张光明王勇韩彬张贵芝(中国石油大学(华东)机电工程学院山东东营257061)摘要：油田机采井抽油杆接箍与油管在工作状态下构成滑动摩擦副，同时还承受介质腐蚀和交变载荷，产生磨损、腐蚀和疲劳断裂失效。为了解决有杆泵井的管杆偏磨问题，采用5kW横流CO激光器对油管内壁和接箍表面进行强化处理，并进行摩擦磨损试验。结合激光强

2、化层的组织分析，对比研究不同油管接箍构成的摩擦副的摩擦磨损性能。结果表明：激光相变硬化油管与激光熔覆Ni35接箍的配合效果比较理想；在摩擦磨损过程中，管杆间磨损以磨粒磨损为主。关键词：激光熔覆；激光相变硬化；油管；接箍；磨损率中图分类号：TG973．306文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)4—085—5StudyontheWearMatchingofLaserSurfaceModifiedOilTubingandoil．suckerRodCouplingZhangGuangmingWangYongHanBinZhangGu

3、izhi(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，DongyingShandong257061，China)Abstract：Oil—suckerrodcouplingandoiltubingconstituteslidingfrictionpairsintheworkstateintheoilwells．Thefrictionpairwithstandscorrosionandalternateload，whichcausewear，cor

4、rosionandfatiguefailure．Inordertosolvetheproblemsofthesidewealbetweentheoiltubingandcouplingintheoilwells，a5kWtransverse—flowCO2laserwas印一pliedforlasercladdingofcouplingandlasertransformationhardeningoftheoiltubinginwall，andrubbingwearexperi-mentswerecarriedouttostudyonthew

5、eB／"resistanceofdifferentfrictionmates．Somecomparisonsweremadetoanalyzethetribologicalbehaviorsofdifferentfrictionmatescombiningwithanalysisofthemicrostructure．Theresultsshowthatthematchbetweenlasertransformationhardeningoiltubingandlasercladdingcouplingisthebetterchoice．Th

6、ewearofoiltubingandcouplingisdominatedbyabrasivewear．Keywords：lasercladding；lasertransformationhardening；oiltubing；oil—suckerrodcoupling；wearrate随着我国东部油田相继进入开发后期，油井越来表1N80钢化学成分(质量分数)‘越深，井况越来越复杂，且油井产出液中的含水率越Table1N80steelchemicalcomposition％来越高，由此引发抽油杆接箍与油管之间因磨损而造CSiMnPSCrNi

7、成的失效事故不断增加，主要失效形式表现为抽0．3150．3181．518O．0l10．0o60．O670．033油杆接箍磨损断脱和油管磨穿杆管偏磨，不仅增加了MoCuAlVFe抽油杆的断脱概率，缩短了检泵周期，还增加了修井O．0240．0960．Ol10．0040．127Bal次数和作业费用，大大降低了油田开发的经济效益“。针对油田开发后期油井产出液含水高的特点，提高抽油杆接箍和油管的抗磨性能和使用寿命已成为当前亟需解决的问题。为了提高接箍和油管摩擦副的寿命，笔者对油管内壁和接箍表面进行强化处0．1470．0042．4800．0038．320

8、1．3446．642Bal理，并进行摩擦磨损试验，结合激光强化层的组织分析，对比研究不同油管接箍构成的摩擦副的摩擦磨损性能。选用的油管材料有普通N80油管和激光相变