CN216446861U - 一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及抽油杆防腐技术领域，特别涉及一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆。包括杆体，杆体两端依次设有以API标准加工的扳手方(2)、推承台(1)、杆头(5)，所述杆头(5)上加工有杆头(5)螺纹，所述杆体与扳手方(2)的连接处设有凸缘(3)，所述杆体外层包覆有包覆层(4)，所述包覆层(4)包括整个杆体，端部延伸压过所述凸缘(3)，所述包覆层(4)与杆体、凸缘(3)无缝连接。本实用新型按照API标准生产，通用性强，国内外油田的作业施工设备设施无需更改，全球应用不受限制。不锈钢保护层与抽油杆本体紧密结合没有缝隙，井液完全无法与抽油杆接触，抗腐蚀疲劳性能大大提高。耐温性能好，可以适用于各种温度的井矿。

Description

一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆

技术领域

本实用新型涉及抽油杆防腐技术领域，特别涉及一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆。

背景技术

有杆抽油是世界石油工业传统的采油方式之一，也是迄今在采油工程中一直占主导地位的人工举升方式。全国个油田产液量的60%、产油量的75%是靠有杆抽油采出的。

抽油杆是有杆抽油设备的重要部件，它将抽油机的动力传递给井下抽油泵。抽油杆的疲劳强度和使用寿命决定和影响了抽油设备的最大下泵深度和排量。在采油过程中，抽油杆柱承受不对称交变载荷的作用，工作介质为井液（原油和矿层水），而许多抽油井的井液含有腐蚀介质。因此抽油杆的主要失效形式为疲劳断裂和腐蚀疲劳断裂。抽油杆断脱事故会严重影响原油产量，增加了修井费用，提高了原油成本。因此推广应用高可靠性的耐腐蚀疲劳抽油杆是石油行业的迫切需要。

抽油杆是机械举升系统的关键部件，其作用是将抽油机的动力和运动传递给井下抽油泵，因此抽油杆在承受拉压交变载荷的同时长期工作在高含水、高矿化度的腐蚀井液之中，因此腐蚀疲劳是抽油杆失效的主要原因。

为了解决这一问题，油田使用过材料型防腐抽油杆，但这种抽油杆的金属价格是普通抽油杆的5倍左右，大大增加了开采成本，另外该材料型防腐抽油杆不能防护各种不同介质的腐蚀，推广应用有一定的局限性，很难大范围应用。

油田还采用过包覆PE材料的抽油杆，但PE包覆层与杆体之间的缝隙容易进入井液，可靠性不高，不能保证绝对防腐，另外PE防护层抗高温性能和抗老化性能比较差，在高温井段无法应用，所以该技术方案也有局限性。

材料型防腐抽油杆成本高、不能适应所有腐蚀介质，应用具有局限性。

包覆非金属包覆层或涂层的抽油杆涂覆层容易进入腐蚀性井液，可靠性差，非金属材料的耐温性和抗老化能力差，整体寿命低。

非API杆头结构的抽油杆（异形结构抽油杆）的通用性差，造成作业困难，油田需要投入专用的施工设备设施，造成较大的浪费，最主要的抽油杆没有按照各部位等强度设计，存在疲劳性能降低的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆。

形状和结构符合国际通用的API标准，同时能完全避免井液接触抽油杆本体，适用于各种腐蚀介质和温度范围。

其技术方案如下：

一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆，包括杆体，杆体两端依次设有以API标准进行加工的扳手方、推承台、杆头，所述杆头上加工有杆头螺纹，所述杆体与扳手方的连接处设有凸缘，所述杆体外层包覆有包覆层，所述包覆层包括整个杆体，端部延伸压过所述凸缘，所述包覆层与杆体、凸缘无缝连接。

进一步的，所述包覆层为合金保护层。

进一步的，所述合金保护层为无缝钢管。

进一步的，所述包覆层是通过热锻、冷模压或旋锻成型工艺和杆体无缝连接。

本实用新型还包括如下方案：

一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆，包括第一光杆和第二光杆，所述第一光杆和第二光杆的左端均固定连接有第一螺纹管，所述第一光杆和第二光杆的右端均固定连接有第二螺纹管，所述第一光杆上的第一螺纹管螺纹连接有抽油头，所述第一光杆的右端的第二螺纹管与第二光杆左端的第一螺纹管通过螺纹套螺纹连接，所述螺纹套的内表面固定连接有垫圈，所述第一光杆的外表面滑动连接有杆套，所述杆套的外表面与螺纹套的内表面紧密贴合。

进一步的，所述第一光杆和第二光杆的外表面设置有基材层、防腐蚀层和耐磨损层。

进一步的，所述基材层的顶部与防腐蚀层的底部通过粘接剂粘接，所述防腐蚀层的顶部与耐磨损层的底部通过粘结剂粘接。

进一步的，所述防腐蚀层中包括丁腈改性酚醛树脂层、环氧树脂层和醇酸树脂层。

进一步的，所述丁腈改性酚醛树脂层的顶部与环氧树脂层的底部固定连接，所述环氧树脂层的顶部与醇酸树脂层的底部固定连接。

进一步的，所述耐磨损层中包括聚丙烯树脂层、聚氨酯树脂层和二氧化硅层。

进一步的，所述聚丙烯树脂层的顶部与聚氨酯树脂层的底部固定连接，所述聚氨酯树脂层的顶部与二氧化硅层的底部固定连接。

本实用新型的有益效果是：

1、本发明生产的抽油杆强度符合全杆等强度设计，疲劳性能符合API要求。

2、本发明生产的抽油杆结构完全按照API标准生产，通用性强，国内外油田的作业施工设备设施无需更改，全球应用不受限制。

3、本发明生产的抽油杆不锈钢保护层与抽油杆本体紧密结合没有缝隙，井液完全无法与抽油杆接触，抗腐蚀疲劳性能大大提高。

4、本发明生产的抽油杆耐温性能好，可以适用于各种温度的井矿。

5、本发明生产的抽油杆可选用抗氧腐蚀、抗CO2腐蚀、抗H2S腐蚀不同牌号的不锈钢可以防护各种腐蚀介质，适用于油田所有井矿。

6、通过设置有第一杆体和第二杆体，利用螺纹套和杆套，配合第一螺纹管、第二螺纹管和杆头，从而可以根据长度不够来增加所需的长度，且在使用时连接更紧，避免了长时间使用出现接口处发芽漏油的情况，同时利用防腐蚀层和耐磨损层，从而极大的增强了该抽油杆的抗腐蚀耐疲劳性能，同时也延长了其使用寿命。

附图说明

图1是实施例一结构示意图；

图2是实施例二结构示意图；

图3是实施例二爆炸的结构示意图；

图4是实施例二基材层的结构剖视图；

图5是实施例二防腐蚀层层结构示意图；

图6是实施例二耐磨损层层结构示意图；

图中：

1、推承台，2、扳手方，3、凸缘，4、包覆层，41、第一杆体，42、第二杆体，43、第一螺纹管，44、第二螺纹管，5、杆头，6、螺纹套，7、杆套，8、基材层，9、防腐蚀层，91、丁腈改性酚醛树脂层，92、环氧树脂层，93、醇酸树脂层，10、耐磨损层，101、聚丙烯树脂层，102、聚氨酯树脂层，103、二氧化硅层，11、垫圈。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一：

请参阅图1，一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆，包括杆体，杆体两端依次设有扳手方2、推承台1、杆头5。

本实施例中，所述杆头5上设有杆头5螺纹。

所述杆体与扳手方2的连接处设有凸缘3。

所述杆体外层包覆有包覆层4，所述包覆层4包括整个杆体，端部延伸压过所述凸缘3，通过热锻、冷模压或旋锻成型工艺中的一种或多种与杆体、凸缘3无缝连接；所述包覆层4为合金保护层，优选的，该合金保护层为无缝钢管。

本实施例中的杆头5螺纹、推承台1、扳手方2以API标准进行加工。

本实施例中的包覆层4是通过热锻、冷模压、旋锻成型工艺中的一种或多种，和抽油杆做成一体，完全没有缝隙可以进入井液。

所述热锻工艺包括：

原材料校直---无损探伤---无缝钢管穿在原材料外表面----热锻---热处理---磁粉探伤----抛丸强化---加工螺纹。

所述旋锻工艺包括：

原材料校直---无损探伤----热锻----热处理----磁粉探伤----抛丸强化----加工螺纹----无缝钢管穿在抽油杆外表面----旋锻压紧不锈钢管或合金管。

所述冷模压工艺包括：

原材料校直---无损探伤----热锻----热处理----磁粉探伤----抛丸强化----加工螺纹----无缝钢管穿在抽油杆外表面----冷模压紧不锈钢管或合金管----切边----激光直缝焊。

实施例二：

请参阅图2，一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆，

包括第一杆体41和第二杆体42，第一杆体41和第二杆体42的左端均固定连接有第一螺纹管43，第一杆体41和第二杆体42的右端均固定连接有第二螺纹管44，第一杆体41上的第一螺纹管43螺纹连接有杆头5，第一杆体41的右端的第二螺纹管44与第二杆体42左端的第一螺纹管通过螺纹套6螺纹连接，螺纹套6的内表面固定连接有垫圈11，第一杆体41的外表面滑动连接有杆套7，杆套7的外表面与螺纹套6的内表面紧密贴合。

本实用新型中，通过设置有第一杆体41和第二杆体42，利用螺纹套6和杆套7，配合第一螺纹管43、第二螺纹管44和杆头5，从而可以根据长度不够来增加所需的长度，且在使用时连接更紧，避免了长时间使用出现接口处发芽漏油的情况，同时利用防腐蚀层9和耐磨损层10，从而极大的增强了该抽油杆的抗腐蚀耐疲劳性能，同时也延长了其使用寿命。

在一个可选的实施例中，第一杆体41和第二杆体42的外表面设置有基材层8、防腐蚀层9和耐磨损层10。

需要说明的是，防腐蚀层9和耐磨损层10使得第一杆体41和第二杆体42更加的抗腐蚀耐疲劳。

在一个可选的实施例中，基材层8的顶部与防腐蚀层9的底部通过粘接剂粘接，防腐蚀层9的顶部与耐磨损层10的底部通过粘结剂粘接。

需要说明的是，基材层8、防腐蚀层9和耐磨损层10的底部通过粘结剂粘接。

在一个可选的实施例中，防腐蚀层9中包括丁腈改性酚醛树脂层91、环氧树脂层92和醇酸树脂层93。

需要说明的是，丁腈改性酚醛树脂层91、环氧树脂层92和醇酸树脂层93为防腐蚀层9所需的材料。

在一个可选的实施例中，丁腈改性酚醛树脂层91的顶部与环氧树脂层92的底部固定连接，环氧树脂层92的顶部与醇酸树脂层93的底部固定连接。

需要说明的是，丁腈改性酚醛树脂层91、环氧树脂层92和醇酸树脂层93通过搅拌混合。

在一个可选的实施例中，耐磨损层10中包括聚丙烯树脂层101、聚氨酯树脂层102和二氧化硅层103。

需要说明的是，聚丙烯树脂层101、聚氨酯树脂层102和二氧化硅层103为耐磨损层10的材料。

在一个可选的实施例中，聚丙烯树脂层101的顶部与聚氨酯树脂层102的底部固定连接，聚氨酯树脂层102的顶部与二氧化硅层103的底部固定连接。

需要说明的是，聚丙烯树脂层101、聚氨酯树脂层102和二氧化硅层103通过搅拌混合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (4)

1.一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆，包括杆体，杆体两端依次设有以API标准加工的扳手方(2)、推承台(1)、杆头(5)，所述杆头(5)上加工有杆头(5)螺纹，其特征在于，所述杆体与扳手方(2)的连接处设有凸缘(3)，所述杆体外层包覆有包覆层(4)，所述包覆层(4)包括整个杆体，端部延伸压过所述凸缘(3)，所述包覆层(4)与杆体、凸缘(3)无缝连接，所述包覆层(4)为合金保护层，所述合金保护层为无缝钢管，所述包覆层(4)是通过热锻、冷模压或旋锻成型工艺和杆体无缝连接；一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆包括第一杆体（41）和第二杆体（42），所述第一杆体（41）和第二杆体（42）的左端均固定连接有第一螺纹管（43），所述第一杆体（41）和第二杆体（42）的右端均固定连接有第二螺纹管（44），所述第一杆体（41）上的第一螺纹管（43）螺纹连接有杆头（5），所述第一杆体（41）的右端的第二螺纹管（44）与第二杆体（42）左端的第一螺纹管通过螺纹套（6）螺纹连接，所述螺纹套（6）的内表面固定连接有垫圈（11），所述第一杆体（41）的外表面滑动连接有杆套（7），所述杆套（7）的外表面与螺纹套（6）的内表面紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆，其特征在于，所述第一杆体（41）和第二杆体（42）的外表面设置有基材层（8）、防腐蚀层（9）和耐磨损层（10），所述基材层（8）的顶部与防腐蚀层（9）的底部通过粘接剂粘接，所述防腐蚀层（9）的顶部与耐磨损层（10）的底部通过粘结剂粘接。

3.根据权利要求2所述的一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆，其特征在于，所述防腐蚀层（9）中包括丁腈改性酚醛树脂层（91）、环氧树脂层（92）和醇酸树脂层（93），所述丁腈改性酚醛树脂层（91）的顶部与环氧树脂层（92）的底部固定连接，所述环氧树脂层（92）的顶部与醇酸树脂层（93）的底部固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种不锈钢包覆的抗腐蚀耐疲劳抽油杆，其特征在于，所述耐磨损层（10）中包括聚丙烯树脂层（101）、聚氨酯树脂层（102）和二氧化硅层（103）；所述聚丙烯树脂层（101）的顶部与聚氨酯树脂层（102）的底部固定连接，所述聚氨酯树脂层（102）的顶部与二氧化硅层（103）的底部固定连接。

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