本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐磨蝕抽油桿的制備方法。

背景技術(shù)：

油田經(jīng)過多年開發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)到了中、后期，隨著油井含水量的增加，因磨蝕造成的油井維護(hù)工作量所占比例大幅上升，而且有逐漸上升的趨勢。磨蝕是磨損和腐蝕相互作用的總稱，抽油桿偏磨問題，實(shí)質(zhì)是磨蝕問題。因油井磨蝕造成抽油桿過早報(bào)廢，使人力、物力的投入急劇增加，浪費(fèi)嚴(yán)重。

目前油田的開發(fā)己進(jìn)入高含水期，部分油田的含水量高達(dá)94.5％，井液中含有腐蝕性介質(zhì)，采出液的礦化度高，由于化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的雙重作用，導(dǎo)致抽油桿的嚴(yán)重腐蝕，進(jìn)而造成了油井故障。如勝利采油廠采出井液中分解水的溶解氧含量達(dá)0.02～0.12mg/L，硫酸還原菌含量達(dá)10～104個/mg，總礦化度達(dá)10000～30000mg/L，天然氣中CO₂含量在0.2％～2％之間，有的高達(dá)10％以上；55％的井內(nèi)抽油桿有明顯的腐蝕形貌。服役條件下，油井內(nèi)含量較高的Cl^-、S^2-離子與抽油桿表面作用后，首先使表面產(chǎn)生腐蝕裂紋，在隨后的拉伸交變載荷作用下，裂紋發(fā)生疲勞擴(kuò)展，并最終導(dǎo)致抽油桿疲勞斷裂，從而使其失效，所以，抽油桿的主要失效型式是腐蝕疲勞斷裂。

抽油桿在使用過程中，除了腐蝕問題之外，還伴有磨損。腐蝕和磨損的結(jié)合，比單純的腐蝕或磨損危害更大，原因是磨損會除去設(shè)備表面上起緩蝕作用的腐蝕層，從而加速腐蝕面的磨損造成設(shè)備故障甚至停產(chǎn)，使油井產(chǎn)量下降。近幾年來，由于井液中含水升高，為了穩(wěn)定原油產(chǎn)量，勢必要增大泵沖次，這就進(jìn)一步加劇了抽油桿的磨損。因有桿泵井磨蝕造成的報(bào)廢井、待修井、作業(yè)井井次正在逐年上升，以勝利油田東辛采油廠為例，目前發(fā)現(xiàn)存在磨蝕井占抽油機(jī)井的27％，占抽油井開井?dāng)?shù)的44％，因磨蝕造成的維護(hù)工作量占總維護(hù)工作量的35％左右，其它采油廠和油田也存在類似問題。這些都嚴(yán)重影響著我國油田高效、低耗生產(chǎn)的發(fā)展，如何解決磨蝕問題已經(jīng)成為采油工程長期的重點(diǎn)工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種耐磨蝕抽油桿的制備方法，能夠使得抽油桿耐磨蝕。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

(1)將抽油桿進(jìn)行表面處理，去除氧化皮、油脂及污垢；

(2)對表面處理后的抽油桿進(jìn)行噴砂粗化，粗糙度大于Ra25；

(3)NiCrBSi粉末與TiN與SiC混合物粉末按照重量比10-20:1混合均勻，形成混合粉料；

(4)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃?xì)怏w，氮?dú)鉃樗头蹥?，在噴砂粗化后的抽油桿表面進(jìn)行超音速火焰噴涂，噴涂時(shí)，丙烷壓力為0.55-0.7MPa，流量為20-30L/min，氧氣壓力為0.65-0.7MPa，流量為180-200L/min，氮?dú)鈮毫?.85-1MPa，流量為18-30L/min，噴涂厚度為700-800μm，得到所述耐腐蝕抽油桿。

本發(fā)明在耐磨涂層中添加TiN和SiC的混合物，由于TiN與SiC耐磨性及硬度均較高，因此其加入涂層之后，能夠大大提高抽油桿的耐磨性能。

所述TiN與SiC的混合比例，按質(zhì)量比，可以為1:10～10:1。

本發(fā)明所述的NiCrBSi粉末組成按質(zhì)量含量為Cr 10-14％，B 3-4％，Si 3.75-4.75％，C 0.65-0.75％，F(xiàn)e 4-7％，Ni余量。

對涂層進(jìn)行分析可知，其物相構(gòu)成主要由Ni基固溶體、Cr₃C₂、Cr₇C₃和CrB和Ni₂B等，所述涂層中的脫氧活性元素和B氧化損失較少，從而在涂層中形成金屬間化合物，提高了涂層的耐磨性。

本發(fā)明得到的涂層顯微硬度為700-950HV_0.2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基體的顯微硬度，增加了其耐磨蝕性能。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種耐磨蝕抽油桿的制備方法，其包括：

(1)將抽油桿進(jìn)行表面處理，去除氧化皮、油脂及污垢；

(2)對表面處理后的抽油桿進(jìn)行噴砂粗化，粗糙度大于Ra25；

(3)NiCrBSi粉末與TiN與SiC混合物粉末按照重量比10:1混合均勻，形成混合粉料；

(4)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃?xì)怏w，氮?dú)鉃樗头蹥猓趪娚按只蟮某橛蜅U表面進(jìn)行超音速火焰噴涂，噴涂時(shí)，丙烷壓力為0.7MPa，流量為30L/min，氧氣壓力為0.7MPa，流量為200L/min，氮?dú)鈮毫?MPa，流量為30L/min，噴涂厚度為800μm，得到所述耐腐蝕抽油桿。

實(shí)施例2

(1)將抽油桿進(jìn)行表面處理，去除氧化皮、油脂及污垢；

(2)對表面處理后的抽油桿進(jìn)行噴砂粗化，粗糙度大于Ra25；

(3)NiCrBSi粉末與TiN與SiC混合物粉末按照重量比20:1混合均勻，形成混合粉料；

(4)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃?xì)怏w，氮?dú)鉃樗头蹥?，在噴砂粗化后的抽油桿表面進(jìn)行超音速火焰噴涂，噴涂時(shí)，丙烷壓力為0.55MPa，流量為20L/min，氧氣壓力為0.65MPa，流量為180L/min，氮?dú)鈮毫?.85MPa，流量為18L/min，噴涂厚度為700μm，得到所述耐腐蝕抽油桿。

得到的涂層顯微硬度為700-950HV_0.2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基體的顯微硬度，增加了其耐磨蝕性能。