一种油管离子渗氮炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种油管离子渗氮炉。主要解决仅对油管内表面及丝扣进行离子渗氮问题。采用真空炉体１、隔离屏２、绝缘体３及油管５外表面不需要渗层部分构成闭合体，对油管５外表面不需要渗层部分进行防渗。本实用新型专利技术具有油管装炉量大，离子电源功率利用率高的特点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及油田采油领域对油管表面进行处理的渗氮炉，尤 其是一种仅对油管内表面及丝扣进行处理的渗氮炉。技术背景油管在油田原油开采的实际应用中存在着诸多的问题，如原油所 含介质、添加剂的侵蚀；抽油杆在油管内壁做往复运动，油管长度大 多在1000米以上，因油井大多数均在重直方向存在一定的斜度，再 加上油管内孔直径较小，管柱直线度累计偏差等原因，抽油杆对油管 内壁的磨损；原油中杂质会在油管内表面吸附堆积，逐渐使油管过流 能力下降，导致油管的堵塞等；造成油管在短时间内失效，严重影响 和制约了油田原油开采。目前，国内外现有技术生产的各种系列不同型式的油管，其内外 表面多不做防腐硬化处理；或只是在表面进行喷涂或电镀防腐材料， 烧结玻璃内衬及脉冲真空气体氮化处理。喷涂材料结合力差，喷涂过程中容易出现厚度不均匀情况，当抽 油杆在油管中上下往复运动磨擦时，内表面防腐涂层容易磨掉，而失 去防腐能力。电镀防腐材料内表面容易出现针孔、失镀区域等缺陷，易使电镀 材料与管壁形成电化学腐蚀；这种腐蚀甚至比镀前更为严重；电镀层受内表面处理的清洁程度、工艺参数、电镀材料本身质量的影响，表 面镀层容易剥落在抽油泵上方沉积，甚至可能进入抽油泵的柱塞和泵 筒的配合间隙中造成卡泵事故的发生。烧结玻璃(或陶瓷)内衬，在磕、碰、划和抽油杆的挤压磨擦等 诸多因素下会从油管表面剥落，而剥落的材料会落入泵筒，轻者造成 泵筒和柱塞划伤，严重的造成卡泵事故的发生；内衬硬度过高，其边、 角、梭、沿等处会对抽油杆及其接箍和扶正器等造成磨损，尤其对扶 正器的磨损是致命性的。脉冲真空脉冲气体渗氮处理的弱点，渗氮层脆性大，化合层疏松;由于油管的长径比为9600: 62.7=153.1，虽然采用脉冲真空脉冲气 体渗氮，随着距端口深度的延伸逐渐减小，油管中部内孔的氮化层无 法满足使用要求。离子氮化是将欲处理零件置于真空炉体内，在真空条件下，往炉 内充以稀薄气体(如含氮气体)；零件接离子电源阴极，炉体接阳极; 在数百伏的电场作用下，炉内稀薄气体被电离，正离子定向撞击阴极 (零件)，使零件表面产生辉光放电并被加热。在一定气氛和一定温 度下，零件表面复合、吸收氮原子，形成高浓度的含氮层并向心部扩 散，经过一段时间，可得到工艺要求所需要的氮化层。在油管离子氮化时，油管大部分外表面不需要渗层，在现有技术 中防渗方法的是采用金属覆盖不需要渗层的表面，使正离子无法撞击 该表面产生辉光而达到目的；此方法简单、有效，但所述金属覆盖物 与阴极连接，金属覆盖物本身不可避免因离子撞击产生辉光而被加 热；其缺点增加了离子氮化的功率，如果用于油管大部分外表面的防 渗无疑将浪费大量的电力。另外所述金属覆盖物因长期离子撞击被加 热，容易变形，需要频繁更换也不利于油管长期大批量的渗氮生产。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
的不足，本技术提供一种油管离子渗氮 炉，该渗氮炉在离子渗氮过程中屏蔽油管外表面不需要渗层部分，而 屏蔽物表面不产生辉光，可以顺利对油管内表面及丝扣进行离子渗 氮，具有油管装炉量大，离子电源功率利用率高的特点。本技术的技术方案是该油管离子渗氮炉包括真空炉体及真 空炉体内的油管，油管内有阳极穿过，油管接电源的阴极，阳极接电 源的阳极，油管的两端与阳极之间有阴阳极绝缘，油管两端丝扣之间 的外壁罩有隔离屏，隔离屏与油管由绝缘体进行绝缘，真空炉体连接 有进气管和真空泵。本技术具有如下有益效果由于采取上述方案，经离子渗氮 的油管其化合层致密，渗氮层脆性小，渗层相组织可控，且可以形成 含钛、硅、铬等元素的渗层，具有良好的抗腐蚀、耐磨性能；表面经 高能离子轰击，摩擦系数下降，抗粘结能力有明显提高；在离子渗入 时隔离屏2绝缘体3及油管5外表面不需要渗层部分构成闭合体，使油管5外表面不需要渗层部分不产生辉光达到防渗目的，从而提高油 管5装炉量，由于防渗物不额外消耗电力，使离子电源功率利用率得 到了提高。附图说明-.附图1是本技术的结构示意图。l-真空炉体，2-隔离屏，3-绝缘体，4-阳极，5-油管，6-电源， 7-阴阳极绝缘，8-真空泵，9-进气管，10-调节阀。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明由图1所示，该油管离子渗氮炉利用真空炉体l、隔离屏2及绝 缘体3在油管5外表面不需要渗层部分形成闭合体；用真空泵8抽真空炉体1至真空l-300Pa，同时根据需要调节气体调节阀10由进气 管9通入工作气体(如氨气、氮气、氢气、液体蒸发物等)，阳极4 在油管5内部，油管5接通电源6阴极(-极)，阳极4接通电源6 阳极(+极)，电源6电压增加至一定值(400V-1000V)接电源6阴 极(-极)的油管5与接电源6阳极(+极)的阳极4之间因稀薄气体 电离产生辉光放电，接电源6阴极(-极)的油管5表面出现辉光而 被加热并开始离子渗入过程；由于隔离屏2、绝缘体3及油管5外表 面组成的闭合体的存在，使油管5外表面不需要渗层部分不产生辉光 达到防渗目的。绝缘体3在油管5外表面与隔离屏2之间起绝缘作用； 阴阳极绝缘7在油管5内表面与阳极4之间起绝缘作用。阴阳极绝缘 7、绝缘体3为》60(TC的耐高温绝缘材料，隔离屏2、阳极4为钢铁 材料。权利要求1、一种油管离子渗氮炉，包括真空炉体(1)及真空炉体(1)内的油管(5)，其特征在于油管(5)内有阳极(4)穿过，油管(5)接电源(6)的阴极，阳极(4)接电源的阳极，油管(5)的两端与阳极(4)之间有阴阳极绝缘(7)，油管(5)两端丝扣之间的外壁罩有隔离屏(2)，隔离屏(2)与油管(5)由绝缘体(3)进行绝缘，真空炉体(1)连接有进气管(9)和真空泵(8)。专利摘要本技术涉及一种油管离子渗氮炉。主要解决仅对油管内表面及丝扣进行离子渗氮问题。采用真空炉体1、隔离屏2、绝缘体3及油管5外表面不需要渗层部分构成闭合体，对油管5外表面不需要渗层部分进行防渗。本技术具有油管装炉量大，离子电源功率利用率高的特点。文档编号C23C8/22GK201245700SQ20082009074公开日2009年5月27日 申请日期2008年8月23日 优先权日2008年8月23日专利技术者君 牛 申请人:君 牛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油管离子渗氮炉，包括真空炉体（１）及真空炉体（１）内的油管（５），其特征在于：油管（５）内有阳极（４）穿过，油管（５）接电源（６）的阴极，阳极（４）接电源的阳极，油管（５）的两端与阳极（４）之间有阴阳极绝缘（７），油管（５）两端丝扣之间的外壁罩有隔离屏（２），隔离屏（２）与油管（５）由绝缘体（３）进行绝缘，真空炉体（１）连接有进气管（９）和真空泵（８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛君，
申请(专利权)人：牛君，
类型：实用新型
国别省市：22[中国|吉林]