【技术实现步骤摘要】
一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆及其加工工艺
本专利技术涉及采油领域的部件,更具体涉及一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆及其加工工艺。
技术介绍
作为有杆泵采油部件中的关键杆件,抽油光杆的力学性能非常的重要,其中疲劳断裂是其最为主要的失效形式,其疲劳性能是直接影响抽油光杆服役寿命和油田正常采油的关键性能。光杆断裂问题的解决一直是行业的难题,尤其是在多种应力叠加作用下,其疲劳断裂更是难以有效解决。对于光杆来说,除了拉拉交变应力外,光杆卡子下方10公分及其下方1米左右影响的范围内存在严重的弯曲交变应力的叠加,导致大部分的光杆断裂都是发生在该范围内。已有的改进产品中,BZ11、FG20等材料型抽油光杆由于高成本、加工难度大、性能稳定性问题,均逐渐被舍弃。目前的问题在于,如何能够针对抽油光杆的复杂应力条件,开发一种具有优异韧性和抗弯能力,可以有效改善弯曲疲劳应力叠加作用下的疲劳性能的抽油光杆,有效解决油田人工举升采油中存在的光杆断裂问题,确保油井高效正常运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足,从结构和材料两方面结合,提供一种能够有效改善弯曲应力叠加作用下的弯曲疲劳性能的钢质抽油光杆及其加工工艺。按照本专利技术提供的一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆,其采用的主要技术方案为:按照连接次序,所述钢质抽油光杆依次包括镦粗端头、杆体、耐弯曲疲劳圆杆段和封闭端头,所述杆体为圆截面钢质直杆,所述杆体与耐弯曲疲劳圆杆段之间采用焊接工艺连接,所述封闭端头与所述耐弯曲疲劳圆杆段之间采用 ...
【技术保护点】
1.一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆,其特征在于,按照连接次序,依次包括镦粗端头、杆体、耐弯曲疲劳圆杆段和封闭端头,所述杆体为圆截面钢质直杆,所述杆体与耐弯曲疲劳圆杆段之间采用焊接工艺连接,所述封闭端头与所述耐弯曲疲劳圆杆段之间采用焊接工艺连接,所述耐弯曲疲劳圆杆段与所述杆体的直径大小一致,所述耐弯曲疲劳圆杆段的长度为1~3米,所述耐弯曲疲劳圆杆段包括承载体和耐弯曲疲劳体,所述承载体为钢质杆体,所述耐弯曲疲劳体为弹簧钢,所述承载体和所述耐弯曲疲劳体均为等截面杆体,所述承载体和所述耐弯曲疲劳体的对接表面为相互匹配的平面或波浪形起伏弧面,所述耐弯曲疲劳圆杆段的承载体和耐弯曲疲劳体对接表面之间设有镍铝自粘层。/n
【技术特征摘要】
1.一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆,其特征在于,按照连接次序,依次包括镦粗端头、杆体、耐弯曲疲劳圆杆段和封闭端头,所述杆体为圆截面钢质直杆,所述杆体与耐弯曲疲劳圆杆段之间采用焊接工艺连接,所述封闭端头与所述耐弯曲疲劳圆杆段之间采用焊接工艺连接,所述耐弯曲疲劳圆杆段与所述杆体的直径大小一致,所述耐弯曲疲劳圆杆段的长度为1~3米,所述耐弯曲疲劳圆杆段包括承载体和耐弯曲疲劳体,所述承载体为钢质杆体,所述耐弯曲疲劳体为弹簧钢,所述承载体和所述耐弯曲疲劳体均为等截面杆体,所述承载体和所述耐弯曲疲劳体的对接表面为相互匹配的平面或波浪形起伏弧面,所述耐弯曲疲劳圆杆段的承载体和耐弯曲疲劳体对接表面之间设有镍铝自粘层。
2.如权利要求1所述的一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆,其特征在于,所述耐弯曲疲劳圆杆段的横截面圆包括承载体横截面圆冠、镍铝自粘层条带和耐弯曲疲劳体横截面圆冠,所述耐弯曲疲劳体横截面圆冠的面积小于所述承载体横截面圆冠面积,且在沿所述耐弯曲疲劳圆杆段的横截面圆的直径方向,所述耐弯曲疲劳体横截面圆冠的最大厚度范围为抽油光杆横截面直径的10%~30%。
3.如权利要求2所述的一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆,其特征在于,所述耐弯曲疲劳圆杆段还可以包括两个耐弯曲疲劳体,两个所述耐弯曲疲劳体横截面圆冠处于所述承载体横截面圆冠的两侧。
4.如权利要求2所述的一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆,其特征在于,与所述镍铝自粘层条带相接的所述承载体横截面圆冠轮廓曲线粗糙度Ra范围为1~5微米;与所述镍铝自粘层条带相接的所述耐弯曲疲劳体横截面圆冠轮廓曲线粗糙度Ra范围为1~3微米。
5.如权利要求1所述的一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆,其特征在于,所述镍铝自粘层的厚度为20~50微米。
6.如权利要求1所述的一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆,其特征在于,所述承载体,残余变形0.2%的屈服强度不低于500Mpa,抗拉强度700-950Mpa,延伸率不低于10%,断面收缩率不低于50%;所述耐弯曲疲劳体,残余变形0.2%的屈服强度不低于900Mpa,抗拉强度1000-1500Mpa,屈强比不低于0.85。
7.如权利要求1所述的一种耐弯曲疲劳的钢质抽油光杆,其特征在于,所述镍铝自粘层为粒度范围1~10微米的镍粉和铝粉的混合粉末层,或单层厚度为100~500纳米的镍薄层与铝薄层的相互交替层所述镍铝自粘层。
8.如权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员:田斌,谷勇霞,王建利,张小青,
申请(专利权)人:北京工商大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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