CN100559009C - 一种抽油杆冷拔复新制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种抽油杆的制造工艺，更具体地说是一种废旧抽油杆的冷拔复新制造工艺，依次按照清洗分选、切头、第一步热处理、表面酸洗、杆体皂化、冷拔、化验定尺切头、平锻、第二步热处理、抛丸、杆头加工、杆头检验、喷漆打包、入库工艺流程加工，尤其是包括第一步热处理、表面酸洗、杆体皂化、一次冷拔、二次皂化、二次冷拔、第二步热处理等工艺流程。通过本发明技术方案的实施，对失去服役能力的废旧抽油杆进行冷拔处理后，使其达到原有的使用标准，从而达到重新利用、变废为宝、降低成本、提高材料利用率的目的。

Description

一种抽油杆冷拔复新制造工艺
技术领域
本发明涉及到一种抽油杆的制造工艺，更具体地说是一种废旧抽油杆的冷拔复新制造工艺。
背景技术
抽油杆是油田采油过程中必不可少的工具之一，每年仅国内用量约在6000万米左右。在采油工作中，抽油杆在交变负荷作用下，承受到上百万次的拉力影响，并受到井下介质的腐蚀，以及与油管之间的摩擦、与凡尔坐之间的碰撞，导致抽油杆出现了弯曲、伸长、腐蚀、偏磨等症状，经磁粉探伤仪探伤，每年大约有30-40％的抽油杆失去了服役能力而被淘汰。2004年第24期《中国西部科技》刊载“冷拔修复抽油杆的工艺技术及经济效益分析”一文，公开了冷拔修复抽油杆的工艺技术，但是，该文只是公开了工艺流程，没有涉及各个工艺的具体参数指标。为了使报废的抽油杆得到重新利用，降低生产成本，2002年11月份到2004年6月份，我公司技术人员同油田专业技术人员通过认真研究，不断对制造工艺进行调整和完善，终于通过冷拔复新技术生产出符合行业标准的抽油杆，并被广泛应用到东营胜利油田和河南濮阳中原油田采油作业中，在生产过程中保持了40万米无断杆问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种抽油杆冷拔复新制造工艺，可避免大部分废旧抽油杆被淘汰，从而达到重新利用、变废为宝、降低成本、提高材料利用率的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种抽油杆冷拔复新的加工制造工艺，依次按照清洗分选、切头、第一步结构发生了变化，密度增大，且在表面形成一层硬化层，硬化层的形成直接延长了抽油杆的使用寿命。
附图说明
附图说明了本工艺方案的主要加工制造过程的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明是一种抽油杆冷拔复新制造工艺，附图是冷拔抽油杆的工艺流程。图中(1)是对废旧抽油杆进行清洗油垢，查看杆体是否能够进行冷拔，并筛选出麻坑直径为0-1.5mm的抽油杆，进入以后的工序；(2)是废旧抽油杆一头用切割机切断，另一头是机械直接剪断；(3)是对杆体进行第一步热处理，用频率范围2000-2500Hz的感应加热设备进行加热，使整个杆体退火，以降低原废旧抽油杆的硬度，并使杆体内应力得以释放和消除；(4)是将杆体砸细，ф25拔ф22的应为ф21.5-ф20；ф22拔ф19的应为ф18.5-ф17的范围内进行轧尖；(5)是杆体表面酸洗，杆体表面因有大量的氧化物，通过浓度为35-5％的盐酸进行20-120分钟的酸化处理；(6)是杆体皂化，杆体酸化后干燥放入浓度为4.5-10％，温度为60-80℃的皂化池中皂化20-60分钟；(7)是杆体皂化凉干后利用冷拔机对杆体进行一次冷拔，ф25-ф23.40；ф22-ф20.50；(8)是将一次冷拔后的杆体在皂化池内进行二次皂化，皂化时间约20-50分钟；(9)是把二次皂化好的杆体进行二次冷拔，将杆体冷拔为标准杆体；(10)是在常温下，对冷拔后杆体出现小幅弯曲的抽油杆，通过校直机进行校直；(11)是化验杆体的化学成分，将其按不同成分归类；(12)根据各类杆的实际尺寸，将杆体截为：ф19mm的截为7.45m、7.87m和8.45m；ф22mm的截为8.45m、8.95m和9.59m等几个常用规格；(13)是把杆头按标准锻打成毛坯；(14)是将锻打成毛坯的抽油杆进行热处理，即第二步热处理，杆体处于自然放置状态，杆体温度控制在800-1100℃并进行喷水淬火，热处理、表面酸洗、杆体皂化、冷拔、化验定尺切头、平锻、第二步热处理、抛丸、杆头加工、杆头检验、喷漆打包、入库工艺流程加工，所述第一步热处理时，将旧抽油杆经过2000-2500Hz的感应加热设备进行加热，杆体的表面层温度加热至650-800℃时，自然冷却；所述抽油杆进行杆体表面酸洗时，盐酸的浓度为35-5％，酸洗的时间为20-120分钟；所述抽油杆进行杆体皂化时，皂化液浓度为4.5-10％，皂化温度为60-80℃，皂化时间为20-60分钟；所述抽油杆进行杆体皂化凉干后，利用冷拔机对杆体进行一次冷拔；所述抽油杆杆体一次冷拔后，进行二次皂化，皂化时间为20-50分钟；所述抽油杆杆体二次皂化后，杆体进行二次冷拔；所述第二步热处理时，杆体处于自然放置状态进行加热，杆体温度控制在800-1100℃并进行喷水淬火，随后当杆体温度达到50-80℃时进行整体回火，回火温度控制在560-660℃，然后对杆头再单独进行一次回火处理，回火温度控制在580-680℃。
对抽油杆喷水淬火时，水温40℃以下，水流量为20-25m3/h。抽油杆喷水淬火后，对杆身采用10-30转/分较高相对运动速度、大功率、较小容量加热方式进行整体回火，对杆头采用低功率、大容量、静止加热状态方式进行回火处理。
本发明的有益效果是：通过本发明技术方案的实施，对失去服役能力的废旧抽油杆进行冷拔处理，使其达到原有的使用标准，能使报废材料被重新利用，解决了抽油杆由于产生偏磨、麻坑而被报废的问题。而且，经过第一次冷拔后，废旧抽油杆杆体上的麻坑和偏磨缺陷基本被消除，二次冷拔后杆体被二次挤压，并使抽油杆金属组织密度增加、强度增加。该工艺不同于其它工艺之处就是将退火处理光杆后，对光杆进行冷拔，以达到废旧抽油杆被复新的目的。
金属冷拔加工是机械加工中的一种精密加工工艺，在这个过程中，金属实际上是被特殊的模具挤压锻造而成。经过金属挤压成型后，其棒材的物理组织随后当杆体温度达到50-80℃时进行整体回火，回火温度控制在560-660℃，然后对杆头再单独进行600-680℃的回火处理，杆头处理后，整个杆体保持温度200-350℃的状态下进行拉力校直和抗拉实验，ф19拉力控制在6.0-7.5MPa之间，ф22拉力控制在7.0-9.0MPa之间，杆体自然冷却后在校直机上进行校直，合格后进入下一道工序；(15)是对抽油杆杆体进行整体抛丸处理，主要是钢丸冲击金属表面，提高杆体塑性变形和断裂的抵抗能力，并使表层产生压应力，提高其疲劳强度，从而使杆体的集中应力得到进一步的降低；(15)是按照行业标准对杆头进行加工，并按行业标准进行检验；(17)是对加工杆头的抽油杆头进行漏磁探伤，防止在锻打和加工过程中出现缺陷，以保证抽油杆的质量；(18)是将成品抽油杆进行喷漆处理，根据不同的规格打包；(19)是将打包好的抽油杆进行入库。
本工艺在第一步热处理(3)时，杆体是在自然状态下加热，使杆体内应力得以释放，杆体的硬度得到降低，保证杆体回归自然，硬度均匀，便于冷拔；第二步热处理(14)是冷拔工艺的关键所在，通过进行杆体的淬火、回火及杆头的单独处理，能够保证整个杆的质量，并且在250-400℃温度之间进行热拉力实验，保证抽油杆能够承受足够大的拉力，以达到抽油杆的保险系数。利用本发明工艺对报废抽油杆进行加工制造后，可使其达到并超过原有的抽油杆水平。

Claims (2)

1、一种抽油杆冷拔复新制造工艺，依次按照清洗分选、切头、第一步热处理(3)、表面酸洗(5)、杆体皂化(6)、一次冷拔(7)、二次皂化(8)、二次冷拨(9)、化验定尺切头、平锻、第二步热处理(14)、抛丸、杆头加工、杆头检验、喷漆打包、入库工艺流程加工，其特征在于：
所述第一步热处理(3)时，将旧抽油杆经过2000-2500Hz的感应加热设备进行加热，杆体的表面层温度加热至650-800℃时，自然冷却；
所述抽油杆进行杆体表面酸洗(5)时，盐酸的浓度为35-5％，酸洗的时间为20-120分钟；
所述抽油杆进行杆体皂化(6)时，皂化液浓度为4.5-10％，皂化温度为60-80℃，皂化时间为20-60分钟；
所述抽油杆进行杆体皂化(6)凉干后，利用冷拔机对杆体进行一次冷拔(7)；
所述抽油杆杆体一次冷拔(7)后，进行二次皂化(8)，皂化时间为20-50分钟；
所述抽油杆杆体二次皂化(8)后，杆体进行二次冷拔(9)；
所述第二步热处理(14)时，杆体处于自然放置状态进行加热，杆体温度控制在800-1100℃并进行喷水淬火，随后当杆体温度达到50-80℃时进行整体回火，回火温度控制在560-660℃，然后对杆头再单独进行一次回火处理，回火温度控制在580-680℃。
2、根据权利要求1所述的抽油杆冷拔复新制造工艺，其特征在于：对抽油杆喷水淬火时，水温40℃以下，水流量为20-25m3/h。
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