CN104989286A - 新型耐腐蚀合金抽油杆光杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了新型耐腐蚀合金抽油杆光杆，杆体材料选用30CrMo(或各种铬钼优质合金钢)；温度40-60度进行除油，10分钟刷洗，使用除油剂；室温水洗1分钟；使用盐酸或者硫酸室温除锈，除净为止；室温水洗，洗净为止；用微量碱中和5分钟，杆体无酸残留；清水室温水洗1分钟，无酸碱残留；镀铬采用铬干或硫酸或添加剂，50-55℃镀铬，稳定电流强度30-50A/dm2,保证杆件缓慢旋转，按镀层厚度要求确定时间；用清水室温冲洗镀件药液，至冲洗干净；室温自然干；190-220度，炉内加温除氢两个小时；成品防护，表层涂抹防锈油。本发明的有益效果是提供了耐腐蚀性、机械性能和表面耐磨性好的光杆抽油杆。
Description
技术领域
本发明属于采油设备技术领域，涉及新型耐腐蚀合金抽油杆光杆。
背景技术
光杆抽油杆是连接抽油机和井下抽油杆的关键部件，结合大庆油田用户使用维护的特点，我公司先后生产了2种(φ28、φ38)规格的光杆抽油杆，在保证油田生产方面取得了较好的效果。但随着油田采油三元复合驱的开发应用(ASP三原复合驱是指碱/表面活性剂/聚合物组成的复合驱油体系),由于聚驱井液和三元复合驱井液成分较复杂，含有大量腐蚀性化学成分，普通光杆从更换到产生腐蚀坑、脱皮等腐蚀现象的时间最短仅为几天。一旦光杆产生腐蚀，将会引起油井漏油、环境污染、增加维修成本、降低油井产量等问题。光杆抽油杆由于受到碱性腐蚀的几率增大，耐用率却大大降低了，原有的合金钢(20CrMo)先经过热处理后磨光的生产工艺方式已满足不了油田发展的需要。另一方面是由于机械性能的提升能力的局限，导致采油厂对光杆抽油杆的稳定性和可靠性提出了更高的需求。
目前，油田游梁式抽油机仍然是油田开发的主要机械采油设备，相应配套的抽油杆是采油必不可少的关键部件。长期以来，光杆抽油杆的生产工艺都是采取合结钢(20CrMo)经过热处理和磨光杆体表面及涂油防腐处理，以其稳定性在油田得到广泛应用，并取得了显著的经济效益。随着ASP三元复合驱(是指碱/表面活性剂/聚合物组成的复合驱油)体系系统技术的提升，出现了采用新材料和新工艺的光杆抽油杆，如30CrMo材质光杆，综合机械性能得到提升，防腐上采用多次涂油方式，但对碱性的耐腐蚀还不能很好解决。存在可靠性差、成本高、维修难度大费用高等问题，还不能完全适应采油新工艺的发展。现有技术最大的缺点是对油田三元复合驱的抗腐蚀能力较差，在现场应用中抗磨损能力相应降低，导致油田生产中更换光杆频率较高，从而导致增加维修成本、降低油井产量等一系列问题。
近年来，油田光杆抽油杆技术发展的总趋势，向着耐腐蚀、耐磨损方向发展。油田为确保高效生产，对抽油杆的要求呈现两个特点：一是为了降低油井的单位生产成本，对抽油杆的耐腐蚀性和耐磨损提出了更高的要求；目前抽油杆消耗大，工作效率、利用率低。本发明通过对热处理方式的改进、工艺的调整对30CrMo的整体性能进行了提高，最重要的是对光杆的表面处理，通过现场不断试验，调整自行设计的镀液配方使光标表面性能达到最优，从而达到使用寿命最长的目标，降低油田生产维修成本，提高油井产量。
发明内容
本发明的目的在于提供新型耐腐蚀合金抽油杆光杆，解决了目前抽油杆对碱性的耐腐蚀较差，抽油杆消耗大，工作效率、利用率低的问题。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
步骤1：杆体材料选用30CrMo，或铬钼合金钢；
步骤2：温度40-60摄氏度进行除油，10分钟刷洗，使用除油剂；
步骤3：室温水洗1分钟；
步骤4：使用盐酸或者硫酸室温除锈，除净为止；
步骤5：室温水洗，洗净为止；
步骤6：用微量碱中和5分钟，杆体无酸残留；
步骤7：清水室温水洗1分钟，无酸碱残留；
步骤8：镀铬：采用铬干或硫酸或添加剂，50-55℃镀铬，稳定电流强度30-50A/dm2,保证杆件缓慢旋转，按镀层厚度要求确定时间；
步骤9：用清水室温冲洗镀件药液，至冲净为止；
步骤10：室温自然干；
步骤11：190-220度，炉内加温除氢两个小时；
步骤12：成品防护，表层涂抹防锈油。
本发明的有益效果是提供了耐腐蚀性、机械性能和表面耐磨性好的光杆抽油杆。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
该项目是以φ28、φ38光杆抽油杆为基础，通过理论与实际计算、试验、热处理保证光杆抽油杆设计参数、通过表面化学处理保证各部分的耐腐蚀性、可靠性。在保证使用可靠性的前提下，提高光杆抽油杆所用材料的机械性能。
本发明对光杆抽油杆进行表面镀层的材料、镀层厚度、加工方法、设备、热处理工艺、装配工装，技术方案如下：
步骤1：杆体材料选用30CrMo(或各种铬钼优质合金钢)。
步骤2：温度40-60度进行除油，10分钟刷洗，使用除油剂。
步骤3：室温水洗1分钟。
步骤4：使用盐酸或者硫酸室温除锈，除净为止。
步骤5：室温水洗，洗净为止。
步骤6：中和(用微量碱)，5分钟，杆体必须无酸残留。
步骤7：清水室温水洗1分钟，无酸碱残留。
步骤8：镀铬：采用铬干或硫酸或添加剂，50-55℃镀铬，稳定电流强度30-50A/dm2,保证杆件缓慢旋转，按镀层厚度要求确定时间。
步骤9：用清水室温冲洗镀件药液，至洗净为止。
步骤10：室温自然干。
步骤11:190-220度，炉内加温除氢两个小时。
步骤12：成品防护，表层涂抹防锈油。
采用本发明工艺制作的新型耐腐蚀合金抽油杆光杆耐磨、耐蚀、应用周期长。截止到目前为止，产品平均更换周期超过220天，最长使用寿命已达300多天。接下来我们将在条件允许时，送至有能力资质机构进行全方面检测，评定防腐等级，主要检测项目如下表1所示：
表1
光杆经现场应用，耐碱性腐蚀等级力争达到0.01-0.1mm/a(送至中石油管材研究所进行耐腐蚀科级试验)。耐磨性方面,相比于普通光杆使用寿命100天,新型抽油杆使用寿命要达到200天以上。目前，我们已对聚驱油井和三元复合驱油井普通光杆腐蚀情况进行试验研究，找油田客户进行现场应用试验，累计跟踪现场应用聚驱抽油机井9口，三元复合驱抽油机井10口，采集整理应用记录56项，对聚驱油井和三元复合驱油井普通光杆腐蚀情况进行跟踪、试验研究，分析井液化学成分，为用户提供耐腐蚀合金光杆解决方案。分别在采油六厂的聚驱井、采油四厂的复合驱井、兴茂油田进行试验，取得显著效果。该产品现已由最初的2个采油厂进行试验，发展到油田7个采油厂，产品平均更换周期超过220天，最长使用寿命已达600多天，得到用户好评。表2为采油厂使用结果情况。
表2
由表2的使用情况可以看出，本光杆具有无锈蚀，寿命长，耐磨，强度高的特点。满足特殊井况的使用要求，解决了腐蚀井光杆使用寿命短，易腐蚀，更换频繁，作业成本高的问题。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (1)
1.新型耐腐蚀合金抽油杆光杆，其特征在于按照以下步骤进行：
步骤1：杆体材料选用30CrMo或铬钼合金钢；
步骤2：温度40-60摄氏度进行除油，10分钟刷洗，使用除油剂；
步骤3：室温水洗1分钟；
步骤4：使用盐酸或者硫酸室温除锈，除净为止；
步骤5：室温水洗，洗净为止；
步骤6：用微量碱中和5分钟，杆体无酸残留；
步骤7：清水室温水洗1分钟，无酸碱残留；
步骤8：镀铬：采用铬干或硫酸或添加剂，50-55℃镀铬，稳定电流强度30-50A/dm2,保证杆件缓慢旋转，按镀层厚度要求确定时间；
步骤9：用清水室温冲洗镀件药液，至洗净为止；
步骤10：室温自然干；
步骤11：190-220度，炉内加温除氢两个小时；
步骤12：成品防护，表层涂抹防锈油。
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