内表面局部硬化(合金化)抗偏磨油管的制作方法
【专利摘要】油管在工作状态时，抽油杆及抽油杆扶正器在油管内表面做往复运动。这种往复运动如果是在斜井，水平井的情况下。抽油杆扶正器对油管内表面会形成长期的摩擦。而抽油杆扶正器和油管内表面是以一定公差范围内的间隙配合。通过往复运动以及单向密封原理在油管内部形成负压。从而将原油从数千米的地下抽取到地表。为了防止或者减缓偏磨现象的产生，本发明 申请人:设计了磨损模拟设备。以检验各种条件下的抗磨周期。
【专利说明】内表面局部硬化(合金化)抗偏磨油管
[0001]目前国内外有些企业采用内表面整体涂镀，氮化等内表面整体硬化的方式来解决油管的抗偏磨问题，但是这些整体硬化的工艺均存在一个弊端。即:目前国内井深从2000米到7000米不等，在现场安装的过程中，油管是垂直向下，逐一连接，所以油管装配时管体所承受的纵向载荷为20-70吨不等(甚至更大)，在此重力条件下，油管会发生纵向塑性延伸。直白的说:地表水品放置的4500米油管，在垂直安装时，总长会延伸至4522.5米(按照API5CT表C6第4列数据计算)。油管本身的设计是允许承受这样的自重延伸，但是硬化层由于硬度增加而塑性降低，在自重延伸情况下，整体硬化层在管体自重延伸的过程中，会发生龟裂。而龟裂现象是本身就是导致油管失效的原因之一。
【技术领域】
[0002]本发明主要涉及利用激光在油管，套管的内表面形成深度为0.2-2.5MM的高硬度强化层，通过控制光功率以及原料钢管的加工运营方向，得到任意厚度和形状的强化抗磨层。
【背景技术】
[0003]目前，由于油管安装和抽油杆安装的不恰当。抽油系统在工作过程中，抽油杆接头部位和油管的内表面形成长期的纵向摩擦，最后在油管内表面形成摩擦沟槽，从而失去密封，油井产量下降，增加了更换油管的成本。
[0004]同时在石油钻采时的套管内作业，以及地质穿越等行业在套管内下钻时，由于钻杆的接头部位对套管的内表面形成摩擦而导致大批套管成一次性使用，极大的浪费了资源，增加作业成本。
【发明内容】
[0005]本发明是针对以上不足之处，提供一种综合成本低廉，使用寿命长的油套管。
[0006]本发明所采用的技术方案是在2轴伺服系统上叠加激光输出端口对钢管的内表面进行强化，熔覆，以得到设计所需要的硬化深度，硬度，以及合金层。油管内表面的硬化形式为螺旋带状或等距环状和等距W型。
[0007]通过在熔覆过程中喂入不同的合金粉末，可以在钢管的内表面得到抗磨，防腐，等不同要求的合金层。该硬化带的金相组织为微晶马氏体组织，具有高硬度耐磨(硬度达HRC63)特性，W型的间隙和螺旋硬化带的导程为抽油杆扶正器总长的45%。这样的设计可以保证抽油杆扶正器的总长范围内被2道硬化带所围绕。而油管自重所导致的长度延伸则有非硬化部分承担。由此可以做到硬化抗磨和自重延伸均能得到保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面结合附图进一步说明。
[0009]附图1为定向井示意图，附图2为抽油杆扶正器示意图，附图3为抗偏磨油管纵剖示意图，附图4为抗偏磨油管样品示意图，附图5为偏磨后油管示意图。
【具体实施方式】:
[0010]I)在API标准油管R3长度的3轴数控车床上，导入大功率光纤激光，对已经经过内表面除锈的钢管进行强化。由数控车床1，2轴控制转速和导程，第三轴控制光功率和光开关。
[0011]2)在做熔覆合金化处理时，在钢管的一端用惰性气体吹入合金粉末，另一端做收集回用，从而得到复杂合金的强化带。
[0012]3)利用金属钴，钨，铬，镍，钇，碳，等不同配比的粉末，得到不同性能的内表面硬化
合金带。
[0013]经过不同的强化处理后，常规中碳高锰钢的油套管的硬度能达到洛氏55-65度之间。
【权利要求】
1.利用激光对油套管内表面进行强化或者合金化。
2.油套管内表面抗磨层为“等距断续型”或者“连续螺旋形”。
【文档编号】C23C24/10GK103670288SQ201310444249
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】陈伟琛 申请人:陈伟琛