一种用于抽油杆的超声波加工方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于抽油杆的超声波加工方法及其应用，属于超声加工技术领 域。
【背景技术】
[0002] 抽油杆是抽油机井的细长杆件，是连接抽油机和抽油栗(或螺杆栗驱动头与螺杆 栗）的传动装置，通过抽油杆把地面动力传递给井下栗，它的作用是上接总杆，下接抽油栗 起传递动力的作用。
[0003] 抽油杆是石油开发生产中的重要物资，在人工举升的抽油机油井、螺杆栗油井中 有着广泛的应用。由于抽油杆在原油液体中运行，承受拉伸、扭转、弯曲、摩擦等多种载荷， 使用环境恶劣、工作载荷复杂，容易出现断杆等故障，而抽油杆出现故障，需要动用作业设 备和大量的人力等进行油井作业，造成损失。因此，在实际应用中，对抽油杆的机械性能、耐 腐蚀等都有很高要求，为适应这些要求，人们在诸如抽油杆材质、表面处理等方面进行了很 多的探索，但一直没有取得理想的效果。
[0004] 超声波技术是利用激活能和冲击能的复合能对金属零件进行加工，从而获得镜面 零件及表面改性的一种新型加工技术。超声波技术的实质是将超声波能转化为机械能，利 用金属在常温下冷塑性的特点，对金属零部件表面进行高频敲击，使金属零部件表面达到 更理想的表面粗糙度要求，同时在零件表面产生理想的压应力，提高零件表面的显微硬度， 耐磨性及疲劳强度和疲劳寿命。
[0005] 因此，本申请旨在寻求利用超声波技术对抽油杆进行超声加工，以使其获得更好 的机械性能，满足日益增长的使用要求。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供一种用于抽油杆的超声波加工方法。
[0007] 本发明还提供上述一种用于抽油杆的超声波加工方法的应用。
[0008] 本发明的技术方案如下：
[0009] -种用于抽油杆的超声波加工方法，包括以下步骤，对抽油杆的杆体或/和螺纹部 进行超声波加工，即利用超声波加工刀具对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超 声波加工。
[0010] 优选的，抽油杆是经过半精加工后的抽油杆。
[0011] 进一步优选的，经过半精加工后的抽油杆，表面粗糙度为3.2-10μπι。
[0012] 优选的，超声波加工的参数为：主轴的转速为10_1200r/min，进给量为O.OS-O.Smm/r，超声波加工刀具对待加工表面的压力为 300-3000Ν。
[0013]进一步优选的，超声波加工的参数为:主轴的转速为500-800r/min，进给量为0.2-0.5mm/r，超声波加工刀具对待加工表面的压力为600-1600N。
[0014]优选的，对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超声波加工，超声波加工的 次数为1~3次。
[0015] 优选的，对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超声波加工，超声波加工的 振幅为5-25μηι。
[0016] 进一步优选的，对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超声波加工，超声波 加工的振幅为6_8μπι。
[0017] -种抽油杆，其特征在于，由上述用于抽油杆的超声波加工方法对经过半精加工 后的抽油杆进行超声波加工制得。
[0018] 本发明的有益效果在于：
[0019] 利用本发明的超声波加工方法制得的抽油杆，表面粗糙度大幅下降，大幅提高抽 油杆的抗拉、抗弯、抗疲劳性能，有效改善抽油杆的耐磨、耐腐蚀性能，大大延长其使用寿 命。同时，由于抽油杆表面粗糙度质量大幅提高，表面光滑，可减轻抽油杆与油管的磨损，提 高抽油效率，延长油井管、杆的检修周期和寿命，减少因抽油杆故障造成的油井作业工作 量，从而降低采油成本，节约了资源，提高了经济效益。
【附图说明】
[0020] 图1为现有抽油杆的结构示意图；
[0021] 图2a为本发明中超声加工刀具对抽油杆螺纹的加工示意图；
[0022]图2b为本发明中超声加工刀具对抽油杆杆体的加工示意图；
[0023]图3为超声波加工前、后抽油杆的残余应力曲线图；
[0024]图4为超声波加工前、后抽油杆的显微硬度曲线图；
[0025] 图5为超声波加工后抽油杆的表面金相图；
[0026] 其中：1、杆体;2、过渡段;3、卸荷槽;4、螺纹;5、凸缘;6、扳手方;7、台肩;8、推承面； 9、超声加工刀具;10、抽油杆。
【具体实施方式】
[0027] 下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
[0028] 实施例1:
[0029] -种用于抽油杆的超声波加工方法，包括以下步骤，对抽油杆的杆体或/和螺纹部 进行超声波加工，即利用超声波加工刀具对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超 声波加工。
[0030] 加工时，将抽油杆装夹在机床上，通过主轴箱带动抽油杆的旋转，抽油杆沿主轴旋 转时，超声波加工刀具对杆体、螺纹部完成超声加工。
[0031] 其中，图1所示为待加工的抽油杆的结构示意图；
[0032]图2a、图2b为利用超声波加工刀具对图1中待加工的抽油杆进行杆体、螺纹部分加 工的示意图。
[0033] 实施例2:
[0034] -种用于抽油杆的超声波加工方法，方法步骤如实施例1所述，其不同之处在于： 抽油杆是经过半精加工后的抽油杆，半精加工后表面粗糙度为3.2-10μπι。经过半精加工后 再进行超声加工，其效率更高，加工效果更好。
[0035] 实施例3:
[0036] -种用于抽油杆的超声波加工方法，方法步骤如实施例2所述，其不同之处在于： 超声波加工的参数为:主轴的转速为10_1200r/min，进给量为0.08-0.8mm/r，超声波加工刀 具对待加工表面的压力为300-3000N。
[0037] 实施例4:
[0038] -种用于抽油杆的超声波加工方法，方法步骤如实施例2所述，其不同之处在于： 超声波加工的参数为:主轴的转速为500-800r/min，进给量为0.2-0.5mm/r，超声波加工刀 具对待加工表面的压力为600-1600N。
[0039] 实施例5:
[0040] -种用于抽油杆的超声波加工方法，方法步骤如实施例2所述，其不同之处在于： 对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超声波加工，超声波加工的次数为1~3次。 [0041 ] 实施例6:
[0042] -种用于抽油杆的超声波加工方法，方法步骤如实施例2所述，其不同