CN1755062A - 一种扶正器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扶正器及其制造方法，旨在提供一种不易磨损、寿命长、更换周期长、能提高生产效率的扶正器。该扶正器包括扶正块(1)和短杆(2)，所述扶正块(1)套在所述短杆(2)的外周，所述扶正块(1)的外周均匀设有若干与所述扶正块(1)的轴向成一定角度临界角的斜向导流槽(3)，所述扶正块(1)是由氮化硅陶瓷材料制作的；氮化硅陶瓷材料具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、质量轻的独特性能；该扶正器的制作方法是将氮化硅陶瓷粉装入预先作好的扶正块模具中，用1500～1800kg/cm²的压力将其压制成型，然后用1100～1300℃的高温烧结即可制成符合技术要求的扶正块，制作工艺简单、成本低。本发明可应用于石油开采领域。

Description

一种扶正器及其制造方法

                         技术领域

本发明涉及一种扶正器及其制造方法。

                         背景技术

目前国内有14个陆上油田，每个油田因地质情况不同其油井深度、产油量也不同，一般油井深度平均在1000～4000米之间。在采油生产作业时，斜井、纵式井(定向井)因为有一定的斜度，不是完全垂直于地下，在抽油时抽油杆与油管内壁之间产生磨损，造成抽油杆变细、断裂，油管局部磨坏、磨漏，使原油渗漏到地下，同时造成大量的油管、抽油杆无法使用。全国各油田每年都有大量的油管、抽油杆被磨损而无法使用，因需要修理、更换，使油井停产、停抽，造成巨大经济损失。为了解决抽油杆与油管内壁之间的磨损，设计了扶正器，将扶正器安装在每根抽油杆接箍上，可保证抽油杆与油管内壁有一定的间隙，避免相互摩擦。全国14个油田用杆式螺杆泵抽油方式的油井大约有3万口左右，每口井平均用扶正器100-400个，采用抽油机抽油方式的定向井(纵式井)大约10万口左右，每口油井平均用扶正器112个。现在油田上普遍使用的扶正器，包括从法国、加拿大进口的螺杆泵所使用的扶正器，都是用尼龙或聚氯乙烯材料制作的，导流槽一般设计成直槽，在实际使用中，因尼龙或聚氯乙烯的耐磨性、耐高温性差，扶正器磨损非常快，使用寿命短，更换周期短，而且在更换时必须将抽油井停产，每次修理、更换都需要1-2天时间，影响原油产量并增加了维护费用成本。因扶正器工作在1000米-4000米的地下，人们无法观测到扶正器的磨损情况，更无法观测、发现抽油杆磨细，油管磨漏现象，实际上全国各大油田每年都有大量的油管磨损、磨漏而无法使用，使油井减产，损失是无法预测的。有个别油田试验用钢质材料做成扶正器，钢质材料虽然耐磨性较好，但是它不耐腐蚀且质量重，腐蚀后表面粗糙，摩擦系数增大，相应的增加了抽油的成本，因此没有被广泛使用。因此现有技术中的扶正器存在的缺陷是：因制作扶正器的材料不耐磨、不耐高温、不耐腐蚀、质量重，使得扶正器在使用中磨损快、寿命短、更换周期短、降低生产效率。

                         发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种不易磨损、寿命长、更换周期长、能提高生产效率的扶正器。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种扶正器的制造方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括扶正块和短杆，所述扶正块套在所述短杆的外周，所述扶正块是由氮化硅陶瓷材料制作的。

所述扶正块的外周均匀设有若干与所述扶正块的轴向成一定角度临界角的斜向导流槽。

上述扶正器的制作方法包括以下步骤：

①根据所述扶正块的技术要求制作模具；

②将氮化硅陶瓷粉磨成细粉；

③将所述氮化硅陶瓷细粉装入所述模具中，用1500～1800kg/cm²的压力压制成氮化硅陶瓷扶正块模型；

④将压制成型的所述扶正块模型用电弧炉的电子弧加热并加注氮气，使温度达到1100～1300℃，进行高温烧结，即成所述扶正块；

⑤连接所述短杆与所述扶正块。

本发明的有益效果是：由于本发明利用氮化硅陶瓷材料来制作扶正块的，氮化硅陶瓷是近年来才诞生的一种新型陶瓷材料，它不但具有很好的加工性能，还有独特的耐磨、耐腐、耐高温性能，而且比重轻，所以氮化硅陶瓷材料与现有技术中的尼龙及钢质材料相比更能满足扶正器耐磨、耐腐蚀、耐高温的性能指标：

A.氮化硅陶瓷材料硬度是钢的5-7倍，近似合金钢，因此氮化硅陶瓷耐磨性能独特，是钢的6倍，是目前使用的尼龙或聚氯乙烯材料的5-10倍，能使扶正块的磨损周期提高5-10倍，延长油井修理维护周期，降低维修费用，有效提高原油产量，很好地避免了杆、管之间的磨漏、磨损现象；

B.氮化硅陶瓷具有很好的机械加工性能，易于加工，有利于提高扶正块的表面光洁度，从而更进一步提高扶正器的耐磨性；

C.氮化硅陶瓷质量轻、耐高温、耐腐蚀性能强，所以扶正器长时间在井下工作，不变形，不腐蚀，表面光洁度好，延长了扶正器的使用寿命。

所以用氮化硅陶瓷材料制作的扶正器具有不易磨损、寿命长、更换周期长、能提高生产效率等优点，其性能明显优于法国、加拿大井下螺杆泵用的抽油杆接箍扶正器；

又由于本发明扶正块的外周均匀设有若干与所述扶正块的轴向成一定角度临界角的斜向导流槽，所以能使得扶正块与油管能在油流的作用下相对随机微转动，增加了扶正块与油管壁的接触面积，避免局部磨损，同时能保证杆、管之间距离最大，确保扶正器在井内长时间安全运行。

又由于本发明将氮化硅陶瓷粉装入预先作好的扶正块模具中，用10～15Mpa的压力将其压制成型，然后用1100～1300℃的高温烧结，即可制成符合技术要求的扶正块，所以制作工艺简单、成本低。

                         附图说明

图1是本发明的结构示意图。

                       具体实施方式

如图1所示，本发明包括扶正块1和短杆2，所述扶正块1套在抽油杆短杆2的外周，所述扶正块1的外周均匀设有4道与所述扶正块1的轴向成18度临界角的斜向导流槽3。所述扶正块1是由氮化硅陶瓷材料制作的。

由于氮化硅陶瓷材料具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、质量轻的独特性能，所以使扶正器具有不易磨损、寿命长、更换周期长、能提高生产效率等优点，

上述扶正器的制作方法包括以下步骤：

①根据所述扶正块1的技术要求制作模具；

②将氮化硅陶瓷粉经过粗磨、细磨工序磨成细粉；

③将所述氮化硅陶瓷细粉粉装入所述模具中，用1500～1800kg/cm²的压力压制成氮化硅陶瓷扶正块模型；

④将压制成型的所述扶正块模型用电弧炉的电子弧加热并加注氮气，使温度达到1100～1300℃，进行高温烧结即成所述扶正块1；

⑤连接所述短杆2与所述扶正块1。

由于扶正块的表面光洁度要求不高，一般达到1.6(Ra)即可，因此本发明的模具采用普通手段制作，即能使压制出来的扶正块模型的表面光洁度达到设计要求，不需要再进行精加工；烧结出的使扶正块1达到很高的硬度，实现耐磨、耐腐蚀要求，且强度高、不变形，形状和尺寸都能达到产品的技术设计要求。

本发明扶正器的制造工艺简单可行，加工成本低，可大批量生产以满足油田用量大的要求。

Claims (3)

1、一种扶正器，它包括扶正块(1)和短杆(2)，所述扶正块(1)套在所述短杆(2)的外周，其特征在于：所述扶正块(2)是由氮化硅陶瓷材料制作的。

2、根据权利要求1所述的一种扶正器，其特征在于：所述扶正块(1)的外周均匀设有若干与所述扶正块(1)的轴向成一定角度临界角的斜向导流槽(3)。

3、一种权利要求1所述的一种扶正器的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：

①根据所述扶正块(1)的技术要求制作模具；

②将氮化硅陶瓷粉磨成细粉；

③将所述氮化硅陶瓷细粉装入所述模具中，用1500～1800kg/cm²的压力压制成氮化硅陶瓷扶正块模型；

④将压制成型的所述扶正块模型用电弧炉的电子弧加热并加注氮气，使温度达到1100～1300℃，进行高温烧结，即成所述扶正块(1)；

⑤连接所述短杆(2)与所述扶正块(1)。