CN210264560U - 一种空心抽油杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空心抽油杆，包括抽油杆本体，所述抽油杆本体的两端分别设有外螺纹接头和内螺纹接头，所述抽油杆本体的外表面上由内到外设置有镍镀层和镍钨磷合金镀层。本实用新型通过在抽油杆本体表面设置镍镀层和镍钨磷合金镀层，使整个产品具有电化学保护，进一步降低电化学腐蚀和点蚀风险，可大大提高抽油杆的防腐耐磨性能和使用寿命。

Description

一种空心抽油杆

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种空心抽油杆。

背景技术

抽油杆是抽油机设备的重要部件，它将地面采油机械产生的机械能通过往复或旋转运动传递到井下的执行设备，使其将井液举升到地面，实现采油全过程。空心抽油杆是为了有效开采“高凝、高粘、高含蜡”原油而生产的特种设备。除了通过空心抽油杆的中心孔道向井下注入热载体(热油、热水、蒸汽)、化学药剂或下入加热电缆进行降粘融蜡，提高原油流动性；也可用于冲砂、解盐、小井眼采油和分层采油；同时可利用它的刚度大，承受扭矩大的特点用于驱动井下螺杆泵。

由于地质条件的不同，其工作的井液中往往含有二氧化碳、硫化氢、盐水等腐蚀介质以及泥沙等杂质，使得空心抽油杆容易产生腐蚀、疲劳断裂、变形偏磨等问题，大大降低了其使用寿命。普通的空心抽油杆使用过程中更换比较频繁，导致成本增加、经济效益降低等问题，使其推广使用收到限制。因此，提升空心抽油杆的耐腐蚀能力、耐磨能力成为油田行业的迫切要求。

专利CN203867483U和CN201218060均公开了一种设置有钨合金的防腐抽油杆，通过在抽油杆本体的外表面设置钨合金，提高抽油杆的耐磨耐腐蚀性能，以满足抽油的需求。但是上述专利，当工作表面钨合金镀层有一处损伤时，就会沿着这个部位一直向下腐蚀，进而直接腐蚀抽油杆本体，影响油杆的刚度等性能。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提供一种空心抽油杆，能够有效的防止其外表面腐蚀、磨损，进而避免因腐蚀和磨损造成的失效，延长使用寿命。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

一种空心抽油杆，包括抽油杆本体，所述抽油杆本体的两端分别设有外螺纹接头和内螺纹接头，所述抽油杆本体的外表面上由内到外设置有镍镀层和镍钨磷合金镀层。

进一步的，所述镍钨磷合金镀层的硬度大于等于650Hv，厚度为30～120μm。

进一步的，所述镍镀层和镍钨磷合金镀层采用电镀的方式附着在抽油杆本体上。

进一步的，所述镍镀层的厚度为20～40μm与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果在于：

1、通过镍镀层和钨合金镀层联用，利用不同种类镀层间的腐蚀电位差异提高耐腐蚀的性能，电位较正的镍层作为阴极，电位较负的钨合金层作为阳极，根据电化学原理，阳极通过自身的牺牲(钨合金层先腐蚀)来保护阴极，使原来的纵向腐蚀改变为横向腐蚀,进一步降低电化学腐蚀和点蚀风险，提高耐腐蚀性。

2、镍钨磷合金镀层兼具了镀铬、镀锌、化学镀镍等的优点，不仅具有光亮的表观，优异的易钝化高耐蚀性，表面硬度也较高，耐磨损性能好，可大大提高抽油杆本体的防腐性能和使用寿命。

3、镍钨磷合金镀层在镀态下为非晶结构，厚度为30～120μm，经不同的热处理工艺，可转变为非晶夹杂纳米晶或纳米晶结构，使得该合金具有很好的耐磨性，很好的耐酸、耐碱、耐盐雾性能，以及优异的抗高温氧化性能，同时与基底材料有很好的结合力。

4、本申请中的镍钨磷合金在复杂油田介质的高温高压腐蚀环境中，具有优良的耐蚀性能，与高强度的钢制空心抽油杆结合，既能保证了机械强度，又能提升防腐耐磨性能，对油田的降本增效具有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意；

图2为本实用新型的横向剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1和图2，一种空心抽油杆，包括抽油杆本体3，抽油杆本体3的两端分别设有外螺纹接头1和内螺纹接头6，在抽油杆本体3的外表面上由内到外电镀有镍镀层4和镍钨磷合金镀层5。本实施例中镍钨磷合金镀层5可以采用诸如专利CN201218060中的湖南纳菲尔的镍钨磷合金镀层，为现有技术，在此不再赘述。

本实施例通过在抽油杆本体外设置镍镀层4和镍钨磷合金镀层5，利用不同镀层间的腐蚀电位差异达到提高耐腐蚀的性能，电位较正的镍层作为阴极，电位较负的钨合金层作为阳极，根据电化学原理，阳极通过自身的牺牲来保护阴极，腐蚀发生在钨合金层上，使原来的纵向腐蚀改变为横向腐蚀，进一步降低电化学腐蚀和点蚀风险，提高耐腐蚀性。

本实施例中镍钨磷合金镀层5具有优异的耐磨损性能，同时在腐蚀介质中会形成一层钝化膜，起到防腐作用，在碱性、酸性、氯化物、二氧化碳、硫化物等环境下的耐蚀性好，能够对油杆基体进行保护，防止油杆钢基体磨损和腐蚀，在使用一段时间后即使局部镍钨磷合金防护能力有所降低，这时下一层的镍镀层4能起到防腐作用。

本实施例中镍钨磷合金镀层5在镀态下为非晶结构，经不同的热处理工艺，可转变为非晶夹杂纳米晶或纳米晶结构，使得该合金兼具了镀铬、镀锌、化学镀镍等的优点，不仅具有光亮的表观，而且具有很好的耐磨性，很好的耐酸、耐碱、耐盐雾性能，以及优异的抗高温氧化性能，同时与基底材料有很好的结合力，可大大提高抽油杆本体的防腐性能和使用寿命。

具体的，镍钨磷合金镀层5的硬度大于等于650Hv，厚度优选为30～120μm，最佳厚度范围是30～50μm，镀层中钨含量为10～40wt％，镍镀层4的厚度优选为20～40μm。

参见图1和图2，需要解释说明的是，当抽油杆本体3两端的外螺纹接头1和内螺纹接头6为石油钻杆锥形螺纹时，这种锥螺纹形状提高了预紧力，使得上扣扭矩大于工作扭矩，尤其当上扣扭矩大于油杆本体屈服极限扭矩时，锥形螺纹连接具有较强的抗扭能力和密封能力，减少了油井维修工作量，提高了螺杆泵的效率，且外螺纹接头和内螺纹接头相互配合，组成抽油杆时不需要接箍为整体时式。另外，在抽油杆本体1外形成有扳手方，扳手方2为空心立方体，便于携带砂粒和机械杂质，有利于向井底注入热油、热水或蒸汽来降粘和清蜡。

本实施例中镀层的电镀工艺流程为：化学除油——清水清洗——酸洗除锈——清水清洗——电化学除油——热水洗——清水清洗——电化学抛光——清水清洗——活化—清水清洗——电镀镍——清水清洗——活化——清水清洗——电镀镍钨磷合金——清水清洗——吹干——后处理。

本申请中的镍钨磷合金在复杂油田介质的高温高压腐蚀环境中，具有优良的耐蚀性能，与高强度的钢制空心抽油杆结合，既能保证了机械强度，又能提升防腐耐磨性能，使其寿命大大延长，对油田的降本增效具有重要意义。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种空心抽油杆，包括抽油杆本体，其特征在于：所述抽油杆本体的两端分别设有外螺纹接头和内螺纹接头，所述抽油杆本体的外表面上由内到外设置有镍镀层和镍钨磷合金镀层。

2.根据权利要求1所述的空心抽油杆，其特征在于：所述镍钨磷合金镀层的硬度大于等于650Hv，厚度为30～120μm。

3.根据权利要求1所述的空心抽油杆，其特征在于：所述镍镀层和镍钨磷合金镀层采用电镀的方式附着在抽油杆本体上。

4.根据权利要求1所述的空心抽油杆，其特征在于：所述镍镀层的厚度为20～40μm。

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