一种新型抽油机驴头销子制造技术

一种新型抽油机驴头销子，其特征在于，在销子基体外表面制备一层NiCr合金涂层，在所述NiCr合金涂层表面制备一层MoS2固体润滑改性层。本实用新型专利技术的这种新型抽油机驴头销子，从材料角度出发，采用两种复合功能涂层的叠加和优化，显著提高了驴头销子耐磨耐蚀和自润滑性能，很好地解决了驴头销子转动让位或拆卸中可能出现的锈蚀导致的卡死问题，不仅显著延长了驴头销子的寿命，而且通过固体润滑剂的引入，使得驴头销子的转动和拆卸更为容易便捷。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于石油设备领域，具体涉及一种抽油机驴头销子。
技术介绍
抽油机井一直以来都是国内外油田的主要采油方式，而驴头则是抽油机的一个主要组成部分。抽油机驴头与抽油机横梁端部之间采用驴头销子来连接是最常见的一种固定方式。驴头销子通常为长半米左右、直径数厘米不等的直插式“T”型结构销子，上面的“一”为销子顶部，而下面的“ I ”为销子的销体部分。由于抽油机井在维修或测试等各种作业过程中，需要时常旋转或者翻转驴头来让位，因此驴头销子的性能对抽油机井的正常工作有着重要影响。而在安装或者作业时通常需要操作工人爬上7米多高的驴头用铁锤砸打销子来实现安装和拆卸，工作强度和安全隐患都很大。驴头销子目前大都采用普通碳素结构钢(如Q235等)制造，其力学性能可以满足使用要求，但其耐磨耐蚀等性能并不是很好。在实际使用过程中，驴头销子的失效形式包括磨损、腐蚀和断裂等三个主要方面。第一，驴头销子和销孔之间应该是紧配合，但随着使用时间的延长和驴头反复转动等原因，驴头销子会出现磨损的问题，使得销子和销孔间产生间隙而晃荡并产生安全隐患；第二，由于长期暴露在大气中和野外，风吹日晒雨淋使得销子销体部分极易生锈，而锈蚀较多较严重时就会出现销子卡死销孔的现象，导致驴头无法转动或者很难拆卸销子，使得腐蚀成为驴头销子最常见的问题；第三，驴头在采油过程中要承受抽油杆柱和原油液流等很大的载荷，作为连接部件的驴头销子同样也要承受很大的载荷，如果由于磨损和腐蚀在表面形成划痕或点蚀坑等缺陷，则随着时间延长这就容易在销子表面产生疲劳源并最终发生断裂。目前油田对驴头销子以上问题的解决主要集中在两个方向上，一是改变驴头销子的结构，比如用空心结构来减轻销子的重量或者采用可伸缩结构来减少由于锈蚀导致的销子卡死现象的发生；二是开发驴头销子拆卸装置，通过研制各种不同结构和原理的驴头销子拆卸装置来降低该过程的工作强度和解决销子拆卸难的问题。而以上现有的解决办法并不能从根本上解决销子的磨损、腐蚀和断裂问题。材料的改进是彻底解决以上问题的有效途径，但目前还没有从驴头销子的材料角度出发来解决问题的研究和产品。
技术实现思路
本技术的所要解决的技术问题在于提供一种新型抽油机驴头销子，通过从销子材料角度出发，采用制备表面涂层的方法，大幅提高驴头销子的耐腐蚀耐磨性能，从根本上有效解决驴头销子的磨损、腐蚀和断裂问题。按照本技术提供的一种新型抽油机驴头销子，在销子基体外表面制备一层NiCr合金涂层，在所述NiCr合金涂层表面制备一层Mc^2固体润滑改性层。按照本技术提供的一种新型抽油机驴头销子还具有如下附属技术特征所述NiCr合金涂层采用喷焊工艺制备在销子基体外表面，其厚度为0. IOmm 0. 50mmo所述MO&固体润滑改性层采用离子注入工艺制备在所述MCr合金涂层表面，其厚度为 0. 20μπι 0. 50 μ m。所述固体润滑改性层在所述NiCr合金涂层表面呈散点状分布。所述NiCr合金涂层与销子基体之间为冶金结合层。按照本技术提供的新型抽油机驴头销子与现有技术相比具有如下优点1.首次从材料角度出发，通过两种不同功能涂层的叠加制备，显著提高了驴头销子的耐磨耐蚀性能，同时具有良好的减摩润滑功能，使得本技术的驴头销子不会因磨损和锈蚀而失效或卡死，显著延长其使用寿命，另外也使驴头转动让位或销子拆卸过程更为轻松简便，降低操作工人的工作强度。2.本技术为行业内首次创造性的将离子注入和喷焊合金涂层结合起来，在NiCr涂层表面制备离子注入改性层，将MCr合金涂层作为后续离子改性层的基体，而离子注入的MO&呈散点状分布在NiCr合金涂层的表面，这不仅可以充分体现底层NiCr合金涂层优异的耐磨耐蚀性能，也使厚度相对较薄的表层改性层可以较长时间实现减摩润滑的作用，实现了不同功能涂层复合的双赢效果。3.由于采用本技术中的驴头销子表面涂层进行了顺序和厚度的优化处理，因此与普通驴头销子相比，其成本增加处在相对适度和合理的范围，而且在解决驴头销子现有的问题和使用寿命方面具有很高的性价比，有助于很好地在油田进行推广。附图说明图1为本技术一种新型MC驴头销子的结构示意图。图2为本技术一种新型MC驴头销子的涂层结构示意图。具体实施方式如图1和图2所示，本技术的一种新型抽油机驴头销子，是一个直插式T型结构销子，其表面分别制备有两种耐磨耐蚀和减摩润滑的复合功能涂层。底层采用喷焊工艺在销子基体1外表面制备一层NiCr合金涂层2，其厚度为0. 10 mm 0. 50mm ；表层采用离子注入工艺在所述MCr合金涂层2表面制备一层MO&固体润滑改性层3，其厚度为0. 20μπι 0. 50 μ m。所述NiCr合金涂层2的成分按照质量百分含量为铬15% 30%，镍70% 85%。喷焊所述NiCr合金涂层2所采用NiCr合金粉末的粒度为20 μ m 102 μ m。离子注入时，离子注入剂量为不小于2X IO17离子/cm2。所述MO&固体润滑改性层3直接在所述NiCr合金涂层表面注入，在注入厚度内与所述NiCr合金涂层2形成复合涂层，并在所述NiCr合金涂层2表面呈散点状分布。所述NiCr合金涂层2与销子基体1之间为冶金结合层，所述Mc^2固体润滑改性层3与所述NiCr合金涂层2之间无明显界限，注入离子沿所述NiCr合金涂层深度方向呈逐渐衰减趋势。本技术给出一种新型抽油机驴头销子的制备方法，包括如下步骤，(1)、将驴头销子基体1表面清洗干净并吹干；(2)、对驴头销子基体1表面进行喷砂除锈、粗化和活化处理；(3)、在驴头销子基体1表面采用热喷焊工艺制备一层0. 10 0.50mm厚度的NiCr合金涂层2 ；(4)、喷焊结束后，对驴头销子进行抛光处理；将其销顶和销体的外圆表面与端面结合处倒角打磨圆滑，将销顶和销体连接处圆弧过渡。(5)、采用离子注入工艺在所述NiCr合金涂层2表面制备一层0. 20μπι 0. 50 μ m厚度的固体润滑改性层3。最后经检验合格后即可得到本技术中的新型MC驴头销子。本技术将首次从驴头销子的材料角度出发，通过各种涂层技术来有效提高销子的耐磨耐蚀耐性能，有效解决销子的磨损、腐蚀和断裂问题，然后在此基础上结合现有的驴头销子拆卸装置，就能更好地实现操作工人工作强度的显著降低和保障抽油机油井的长期安全生产。首先，功能涂层的选择。驴头销子需要解决的问题是磨损腐蚀和断裂问题，其中磨损和腐蚀问题为实质所在，因此选择具有非常优异的耐磨耐蚀性能的MCr合金涂层作为主要涂层；在驴头转动或拆卸过程中往往需要很大的力量来实现，特别是销子出现锈蚀的时候，而如果在销子表面增加一定的固体润滑成分就可以显著降低销子和销孔之间的摩擦阻力，因此将具有优异减摩润滑效果的MO&固体润滑改性层作为涂层之一。通过两种功能涂层的复合作用有效解决销子表面常常出现的磨损和腐蚀问题，防止疲劳源的出现，避免断裂的发生。其次，功能涂层的制备方法和制备顺序的确定。NiCr合金涂层的工业化喷焊工艺已经非常成熟，因此确定采用该喷焊工艺；MO&固体润滑改性层的制备有很多种方法，如喷涂法、渗硫法、粘结法、固体润滑颗粒添加喷涂法等，但在降低MC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田斌，黄锦滨，刘斌，李勇，高瑞，
申请(专利权)人：黄锦滨，刘伯英，
类型：实用新型
国别省市：