抽油桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及采油設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種抽油桿。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著采出石油總量的不斷增加，油層壓力日益降低；注水開發(fā)的油田，油井 產(chǎn)水百分比逐漸增大，使流體的比重增加，這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高 產(chǎn)量，需采取人工舉升法采油（又稱機(jī)械采油），人為地向油井井底增補能量，以將油藏中 的石油舉升至井口采出。在人工舉升法采油過程中，需要使用三抽設(shè)備，包括位于地面的抽 油機(jī)、位于井下的抽油栗，以及連接所述抽油機(jī)和抽油栗的抽油桿。
[0003] 所述抽油桿作為地面抽油機(jī)和井下抽油栗的連接設(shè)備，在三抽設(shè)備中極為重要。
[0004] 目前生產(chǎn)時，抽油桿的主要失效形式是腐蝕疲勞失效。所述腐蝕疲勞失效主要是 在拉應(yīng)力及腐蝕介質(zhì)的共同作用下產(chǎn)生的。由于油井中的礦化物、氧、硫化氫、二氧化碳、霉 菌等腐蝕劑的存在，會加劇抽油桿的腐蝕，在長期的經(jīng)受拉-拉交變應(yīng)力，以及環(huán)境腐蝕的 協(xié)同作用，抽油桿極易發(fā)生腐蝕疲勞。
[0005] 目前，多數(shù)防腐裝置采用一種犧牲陽極防腐結(jié)構(gòu)，常溫下犧牲陽極作為防腐結(jié)構(gòu) 較成熟。常用的三類犧牲陽極分別是鎂、鋅和鋁基合金。但這種犧牲陽極防腐結(jié)構(gòu)在含有 硫化氫、二氧化碳等酸性氣體濃度較高的油井內(nèi)使用時，腐蝕情況也很嚴(yán)重，因此并不適用 于油田井下工況條件。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型的目的是提供一種抽油桿，所述抽油桿在油田井下工況條件下使用 時，不易被快速腐蝕，使用壽命長。
[0007] 本實用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0008] -種抽油桿，其包括：上接頭、本體、下接頭；所述上接頭外表面設(shè)置有第一配合 部；所述第一配合部通過連接件能和光桿連接；所述本體為縱向延伸的柱體，其具有相對 的第一端和第二端，所述第一端與所述上接頭固定，所述第二端與所述下接頭固定；在所述 本體外表面設(shè)置有鎂鋯合金鍍膜層；所述下接頭外表面設(shè)置有第二配合部，所述第二配合 部通過連接件能和抽油栗連接。
[0009] 在優(yōu)選的實施方式中，所述鎂鋯合金鍍膜層的厚度為2毫米至3毫米。
[0010] 在優(yōu)選的實施方式中，所述鎂鋯合金中，鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%至1.2%。
[0011] 在優(yōu)選的實施方式中，所述鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 2%。
[0012] 本實用新型的特點和優(yōu)點是：本實用新型所述抽油桿其本體外表面設(shè)置有鎂鋯合 金鍍膜層。所述抽油桿通過了耐腐蝕試驗和疲勞拉應(yīng)力測試，一方面具有較好的防腐效果， 不易在油田井下工況條件下被快速腐蝕，使用壽命長；另一方面其力學(xué)性能達(dá)到D級桿水 平，能夠滿足油田井下工況條件下的使用需求，使用時不易發(fā)生疲勞斷裂，可靠性高。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型實施例中一種抽油桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2是本實用新型實施例中一種抽油桿的制作方法步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面將結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型的技術(shù)方案作詳細(xì)說明，應(yīng)理解這 些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之 后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落入本申請所附權(quán)利要求所限 定的范圍內(nèi)。
[0016] 本實用新型提供一種抽油桿，所述抽油桿在油田井下工況條件下使用時，不易被 快速腐蝕，使用壽命長。
[0017] 請參閱圖1，其為本實用新型實施例中一種抽油桿的結(jié)構(gòu)示意圖。所述抽油桿包 括：上接頭1、本體2、下接頭3。
[0018] 所述上接頭1外表面設(shè)置有第一配合部；所述第一配合部通過連接件能和光桿連 接。所述本體2為縱向延伸的柱體，其具有相對的第一端和第二端，所述第一端與所述上接 頭1固定，所述第二端與所述下接頭3固定；在所述本體2外表面設(shè)置有鎂鋯合金鍍膜層 20。所述下接頭3外表面設(shè)置有第二配合部，所述第二配合部通過連接件能和抽油栗連接。
[0019] 在本實施方式中，所述第一配合部具體可為外螺紋。所述連接件具體的可為接箍。 當(dāng)所述第一配合部為外螺紋時，所述接箍可設(shè)置有與所述外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，以與所 述上接頭1固定連接。
[0020] 在本實施方式中，所述第二配合部具體可為外螺紋。所述連接件具體的可為接箍。 當(dāng)所述第二配合部為外螺紋時，所述接箍可設(shè)置有與所述外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，以與所 述下接頭3固定連接。
[0021] 在本實施方式中，所述本體2外表面可通過噴鍍的方式設(shè)置所述鎂鋯合金鍍膜層 20。具體的，所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度為2毫米至3毫米。
[0022] 所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度不可過薄。假如所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度過 薄，當(dāng)小于2毫米，在含有硫化氫、二氧化碳等酸性氣體濃度較高的油井內(nèi)使用時，可能并 不能達(dá)到一個理想的防腐效果。此外，在噴鍍過程中，可能本體2外表面的鎂鋯合金鍍膜層 20噴鍍時并不能均勻噴鍍，有的地方厚度較薄，有地地方厚度相對較厚。此時在厚度較薄的 位置，極有可能發(fā)生腐蝕，從而使得整個抽油桿失效。
[0023] 所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度不可過厚。假如所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度過 厚，當(dāng)大于3毫米時，由于所述抽油桿本身的規(guī)格是固定的，即抽油桿外徑是一定的，假如 所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度過大，則相對來說所述抽油桿非鍍膜層部分的外徑會被縮 小，此時，勢必會影響整個抽油桿的強(qiáng)度。
[0024] 本實施方式中，所述本體2的合金組合物的化學(xué)組分表如表1所示。
[0025] 表 1
[0026]
[0027] 通過大量的力學(xué)性能試驗驗證：本實施方式中，所述抽油桿本體2的化學(xué)組分能 夠達(dá)到D級桿的化學(xué)組分，其抗拉強(qiáng)度在793兆帕至965兆帕。
[0028] 在本實施方式中，所述鎂鋯合金中，鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%至1.2%。
[0029] 通過對含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%~1.2%的鎂鋯合金顯微組織研究，結(jié)合力學(xué)性能測 試結(jié)果表明：鋯元素能夠起到明顯的晶粒細(xì)化作用。當(dāng)所述抽油桿表面噴鍍所述鎂鋯合 金鍍膜層20后，由于鋯元素能夠起到明顯的晶粒細(xì)化作用，鎂鋯合金相當(dāng)于在所述抽油桿 本體2的外表面形成了一層致密層，其能夠有效防止鎂鋯合金中的鎂元素被硫化氫、二氧 化碳等酸性氣體快速腐蝕，進(jìn)而能夠有效能夠防止抽油桿在油田井下工況條件下被快速腐 蝕。
[0030] 在優(yōu)選的實施方式中，所述鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 2%。研究表明，隨著合金中鋯含量 的增加，抗拉強(qiáng)度及延伸率都有提高，其中延伸率提高更顯著。其主要原因是鋯的晶粒細(xì)化 起了主要作用。而由于鎂鋯合金中沒有明顯數(shù)量的硬質(zhì)相出現(xiàn)，因此鎂鋯合金的顯微硬度 基本不變。
[0031] 對上述抽油桿分別進(jìn)行耐腐蝕試驗和疲勞拉應(yīng)力測試，效果如下：
[0032] 所述抽油桿經(jīng)中性鹽霧、5 %硫酸耐酸、5 %氫氧化鈉耐堿、5 %硫化鈉耐硫等多次 耐蝕性實驗，300小時后觀察實驗結(jié)果，抽油桿無明顯變化?？梢姡緦嵱眯滦退龀橛蜅U具 有較好的防腐效果，不易在油田井下工況條件下被快速腐蝕，使用壽命長。
[0033] 此外，對所述抽油桿進(jìn)行疲勞試驗，試驗機(jī)為PLG-300千牛高頻疲勞試驗機(jī)，加載 載荷406兆帕，應(yīng)力比R= 0.1，加載頻率為100赫茲。100次后無斷裂情況發(fā)生。可見，本 實用新型所述抽油桿能夠達(dá)到D級桿水平，具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度，完全能夠滿足油田井下 工況條件下的使用需求，使用時不易發(fā)生疲勞斷裂，可靠性高。
[0034] 請參閱圖2,其為本實用新型實施例中一種抽油桿的制作方法步驟流程圖。所述抽 油桿制作方法可以包括如下步驟。
[0035] 步驟S10 :冶煉、連鑄、乳制工序，以獲得預(yù)定規(guī)格的抽油桿。