一种评价抽油光杆涂层对疲劳强度影响的实验方法技术

本发明专利技术公开了一种评价抽油光杆涂层对疲劳强度影响的实验方法，所述实验方法包括下列步骤：确定相应的疲劳试验试样和实验参数、评价模拟装置的组装、模拟油田现场的弯曲疲劳过程进行实验和比较。它能够通过结合拉－拉疲劳实验机的控制系统和三点弯曲试验机的支座及压头，进行三点弯曲疲劳试验，实现对油田现场抽油光杆卡子下方１０公分范围内的弯曲疲劳过程的模拟，采用本发明专利技术方法可以有效地评价涂层对抽油光杆疲劳强度的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石油设备领域实验方法，特别涉及一种评价抽油光杆 涂层对疲劳强度影响的实验方法。技术背景抽油机井一直以来都是国内外油田的主要采油方式。随着当前深油 井、稠油井和高含水井的不断增多，合金涂层光杆以其优异的防腐耐磨性 能得到了广泛使用。但由于合金涂层的制备过程使得光杆基体与涂层之间 呈现冶金结合，涂层的存在对抽油光杆的疲劳性能的影响也越来越关键，油田现场80%以上的光杆断裂为卡子下方IO公分范围内的弯曲疲劳断裂 目前并没有专门针对合金涂层光杆疲劳性能的实验方法，各大油田和光杆生产厂家的通用方法依然是采用普通光杆疲劳性能的测试方法，即主要参考SY/T5029-2006抽油杆标准，采用拉-拉疲劳试验来考察光杆的疲劳性能和使用寿命。但事实上这种拉-拉疲劳试验方法考察的疲劳性能大都决定于光杆的抗拉强度，而涂层对抗拉强度并没有坏的影响，因此这种方法反映不出涂层对疲劳性能真正的影响。而对于合金涂层抽油光杆，由于涂层与基体之间材质的显著差异和冶金结合，涂层相对易于出现疲劳源并迅速扩展进入基体，使得涂层光杆的弯曲疲劳断裂要明显高于普通无涂层光杆。因此，必须确定一种有效评价抽油光杆涂层对其疲劳强度影响的实验方法。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种评 价抽油光杆涂层对疲劳强度影响的实验方法，它能够通过结合拉-拉疲劳 实验机的控制系统和三点弯曲试验机的支座及压头，进行三点弯曲疲劳试 验，实现对油田现场抽油光杆卡子下方10公分范围内的弯曲疲劳过程的 模拟，釆用本专利技术方法可以有效地评价涂层对抽油光杆疲劳强度的影响。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案本专利技术，所述实验方法包括下列步骤1) 、确定相应的疲劳试验试样和实验参数；2) 、评^i^莫拟装置的组装；3) 、模拟油田现场的弯曲疲劳过程进行实验；4) 、比较。所述确定相应的疲劳试验试样和实验参数步骤为结合GBT 14452金 属弯曲力学性能试验方法、SY/T5029抽油杆标准和实际情况，确定相应 的疲劳试验试样和实验参数。所述评价模拟装置的组装步骤为将三点弯曲试验机的压头装入拉-拉 疲劳实验机的上卡具，将涂层光杆试样置于压头正下方的三点弯曲支座 上。所述模拟油田现场的弯曲疲劳过程进行实验步骤为通过拉-拉疲劳实 验机控制系统控制压头载荷和频率参数，模拟油田现场的弯曲疲劳过程， 记录同等条件下不同试样的疲劳断裂周次；所述比较步骤为为比较步骤3的同等条件下不同试样的疲劳断裂周 次，即可用来评价抽油光杆涂层对疲劳强度的影响。本专利技术提供的技术方案的有益效果是1 .便于真实反映涂层对抽油光杆疲劳性能的影响，有利于筛选涂层和 控制产品质量；2.有利于油田现场选择合金涂层抽油光杆，减少弯曲疲劳断裂的事故。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方 式作进一步地详细描述。l.首先结合GBT 14452金属弯曲力学性能试马全方法、SY/T5029抽油 杆标准和实际情况，确定相应的疲劳试马全试样和实—睑参凄丈；选取028.6mm规格光杆试样进行试验，该试样表面釆用3种不同的热喷涂-重熔工艺制备0.4mm厚的M60合金涂层，3种热喷涂-重熔工艺 的温度和速度配合不同，即温度高低和车速快慢的配合不同，分别形成试 样1、试样2和试样3等三种合金涂层试样，进行耐弯曲疲劳性能的比较。 根据GBT 14452金属弯曲力学性能试验方法标准规定取跨距Ls为 500mm,取试样总长度550mm,支撑滚柱和施压滚轮直径均选耳又30mm。 在试验参数的制定上，根据试验经验选取该试样抗弯强度的50%作为最大 弯曲强度，即1150MPa。参考SY/T5029抽油杆标准和试验情况，选取正 弦波、应力比O.l,频率20Hz。2. 评价模拟装置的组装，将三点弯曲试验机的压头装入拉-拉疲劳实验 机的上卡具，将涂层光杆试样置于压头正下方的三点弯曲支座上；3. 通过拉拉疲劳实验机控制系统控制压头载荷和频率等参数，模拟油 田现场的弯曲疲劳过程，记录同等条件下不同试样的疲劳断裂周次；事例中试样l、试样2和试样3的疲劳断裂周次分别为20.5万、25.1 万和11.7万次。4. 比较步骤3的疲劳断裂周次，即可用来评价抽油光杆涂层对疲劳强 度的影响。由步骤3的结果可以判定三种试样的耐弯曲疲劳性能排序为试样2 > 试样1>试样3,可见工艺2条件下试样耐弯曲疲劳性能最佳，对疲劳强 度的影响最小，建议在实际中采用，而工艺3的耐弯曲疲劳性能最差，对 疲劳强度的影响最坏，在实际生产中必须加以避免。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本专利技术的保护范围之内。权利要求1. ，其特征在于所述实验方法包括下列步骤1)、确定相应的疲劳试验试样和实验参数；2)、评价模拟装置的组装；3)、模拟油田现场的弯曲疲劳过程进行实验；4)、比较。2、 如权利要求1所述的评价抽油光杆涂层对疲劳强度影响的实验方 法，其特征在于所述确定相应的疲劳试验试样和实验参数步骤为结合 GBT 14452金属弯曲力学性能试l全方法、SY/T5029抽油杆标准和实际情 况，确定相应的疲劳试-验试样和实-验参数。3、 如权利要求1所述的评价抽油光杆涂层对疲劳强度影响的实验方 法，其特征在于所述评价模拟装置的组装步骤为将三点弯曲试验机的压 头装入拉-拉疲劳实验机的上卡具，将涂层光杆试样置于压头正下方的三 点弯曲支座上。4、 如权利要求3所述的评价抽油光杆涂层对疲劳强度影响的实验方 法，其特征在于所述模拟油田现场的弯曲疲劳过程进行实验步骤为通过 拉—拉疲劳实验机控制系统控制压头载荷和频率参数，模拟油田现场的弯 曲疲劳过程，记录同等条件下不同试样的疲劳断裂周次；5、 如权利要求4所述的评价抽油光杆涂层对疲劳强度影响的实验方 法，其特征在于所述比较步骤为为比较步骤3的同等条件下不同试样的 疲劳断裂周次，即可用来评价抽油光杆涂层对疲劳强度的影响。全文摘要本专利技术公开了，所述实验方法包括下列步骤确定相应的疲劳试验试样和实验参数、评价模拟装置的组装、模拟油田现场的弯曲疲劳过程进行实验和比较。它能够通过结合拉-拉疲劳实验机的控制系统和三点弯曲试验机的支座及压头，进行三点弯曲疲劳试验，实现对油田现场抽油光杆卡子下方10公分范围内的弯曲疲劳过程的模拟，采用本专利技术方法可以有效地评价涂层对抽油光杆疲劳强度的影响。文档编号G01N3/34GK101281108SQ200810112579公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月23日 优先权日2008年5月23日专利技术者吴振宁, 张庚娟, 斌 田, 黄锦滨 申请人:安东石油技术(集团)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评价抽油光杆涂层对疲劳强度影响的实验方法，其特征在于：所述实验方法包括下列步骤：１）、确定相应的疲劳试验试样和实验参数；２）、评价模拟装置的组装；３）、模拟油田现场的弯曲疲劳过程进行实验；４）、比较。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦滨，田斌，吴振宁，张庚娟，
申请(专利权)人：安东石油技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]