专利名称：一种自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍的制作方法
技术领域：
本发明属于石油设备领域，具体涉及一种自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍。
背景技术：
当前，随着油井的深度不断加大和高含水期的到来，抽油杆接箍面临着越来越严峻的磨损和腐蚀环境，因此接箍的耐蚀耐磨性能已经成为国内外各大油田十分关注的问题。普通金属材料的接箍由于难以适应当前的磨损和腐蚀环境，已经逐渐被淘汰。而经过表面技术处理的普通接箍由于极大地提高了耐磨耐蚀性能，较好地适应了油井的环境，其中表面镍基自熔合金喷焊接箍以其优异的耐磨耐蚀性能在油田得到了广泛使用。但长期的使用发现，此类镍基喷焊接箍对接箍自身的耐磨耐蚀保护非常有效，但对油管的磨损却依然比较严重。因此，开发具有优异自润滑效果同时可以对有效保护油管的新型抽油杆接箍，对较为彻底地解决油田接箍对油管的磨损问题非常有意义和价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，通过将自润滑镍基合金粉末通过喷焊的方式涂覆在抽油杆接箍表面形成自润滑镍基合金涂层，从而使接箍的耐腐蚀耐磨性能得到显著提高，同时具有优异的自润滑性能，大大减少接箍对油管的磨损。
为实现上述目的，本发明采用以下设计方案一种自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，接箍是一圆柱体，该接箍中部是两棱扳手的方颈平面，两平面互相平行，该接箍中部设有一轴向内螺纹通孔，在接箍外表面具有一层自润滑镍基合金涂层，其厚度为0.25～0.60mm，该自润滑镍基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
该自润滑镍基合金涂层由5％质量百分含量的FeS粉末与95％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
该自润滑镍基合金涂层由10％质量百分含量的FeS粉末与90％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
该自润滑镍基合金涂层由30％质量百分含量的FeS粉末与70％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
Ni60自熔合金粉末的具体成分按照质量百分含量分别为碳0.5％～1.1％，铬14％～20％，硅3.5％～5.5％，硼3.0％～4.5％，铁＜17％，余量为镍。
FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
本发明的优点是1、本发明自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其中的自润滑镍基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。其中的FeS自润滑成分显著提高了接箍的自润滑性能，有效的减少了抽油杆接箍对油管内壁的磨损。
2、本发明自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其中的自润滑镍基合金涂层组分中镍基自熔合金的比例较高，使得该自润滑镍基喷焊粉末处理后的接箍具有优异的耐蚀和耐磨性能。
3、本发明自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其中的自润滑镍基合金涂层的制备方法与普通镍基合金喷焊接箍的涂层制备方法完全一致，因此非常易于加工和操作。
图1为本发明自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍结构示意图具体实施方式
如图1所示，本发明自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍1是一圆柱体，该接箍中部是两棱扳手的方颈平面3，两平面互相平行，该接箍中部设有一轴向内螺纹通孔4，可以与抽油杆的外螺纹连接。在接箍1外表面具有一层自润滑镍基合金涂层2，其厚度为0.25～0.60mm，该自润滑镍基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
Ni60自熔合金粉末的具体成分按照质量百分含量分别为碳0.5％～1.1％，铬14％～20％，硅3.5％～5.5％，硼3.0％～4.5％，铁＜17％，余量为镍。
FeS粉末为市售分析纯级别的FeS粉末试剂。
FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
本发明自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍的制作方法1、清洗接箍毛坯表面油污，吹干。
2、接箍毛坯表面进行喷砂处理，使毛坯表面除锈、粗化和活化。
3、在接箍毛坯表面喷焊一层0.25～0.6mm厚度的自润滑镍基合金涂层，该涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合而成。
4、经过接箍表面喷涂、重熔处理后对接箍外圆抛光，接箍外圆表面与端面结合部位倒角打磨圆滑，用角磨机打磨扳手方颈平面使表面光洁度与外圆表面一致，平台倒角处圆滑过渡。
5、最后对接箍内腔攻丝得到自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍。
实施例一，本发明自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，接箍1是一圆柱体，该接箍1具有扳手方颈平面3，两平面互相平行，接箍1中部设有一轴向内螺纹通孔4，该接箍1外表面具有自润滑镍基合金涂层2，厚度0.40mm，其中自润滑镍基合金涂层2由5％质量百分含量的FeS粉末与95％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后喷焊而成，Ni60自熔合金粉末选用成都大光热喷涂材料有限公司生产的DG.Ni60A自熔合金粉末；FeS粉末选用市场上通用的分析纯级别的FeS粉末。FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
实施例二，本发明自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，接箍1是一圆柱体，该接箍1具有扳手方颈平面3，两平面互相平行，接箍1中部设有一轴向内螺纹通孔4，该接箍1外表面具有自润滑镍基合金涂层2，厚度0.40mm，其中自润滑镍基合金涂层2由10％质量百分含量的FeS粉末与90％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后喷焊而成，Ni60自熔合金粉末选用成都大光热喷涂材料有限公司生产的DG.Ni60A自熔合金粉末；FeS粉末选用市场上通用的分析纯级别的FeS粉末。FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
实施例三，本发明自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，接箍1是一圆柱体，该接箍1具有扳手方颈平面3，两平面互相平行，接箍1中部设有一轴向内螺纹通孔4，该接箍1外表面具有自润滑镍基合金粉末喷焊层2，厚度0.40mm，其中表面喷焊层2由30％质量百分含量的FeS粉末与70％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后喷焊而成，Ni60自熔合金粉末选用成都大光热喷涂材料有限公司生产的DG.Ni60A自熔合金粉末；FeS粉末选用市场上通用的分析纯级别的FeS粉末。FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
在实验室环境下对以上三个实施事例中的喷焊层进行磨损和腐蚀性能评价。磨损试验在MM-200型摩擦磨损试验机上进行，块试样采用油田用N80油管，环试样为45钢基材表面喷焊0.40mm厚的涂层，涂层成分分别为通用Ni60粉末和本发明中的含FeS的Ni60喷焊粉末。实验表明，在400N的载荷，400转/分的转速，以及20分钟时间和水润滑条件下，与N80块/通用Ni60涂层环摩擦副相比，实施例一、二、三中含FeS的Ni60涂层环试样的磨损量变化均很小，但对应的块试样的磨损量则降低了近40倍，尤以实施例二效果最好。FeS的添加使得块试样与环试样的磨损量处于同一个数量级，并且在块试样的磨损表面发现了FeS层的涂抹现象，表明FeS粉末的添加有效地改善了镍基喷焊层的自润滑性能，可以减少油管的磨损，对油管形成有效保护。腐蚀试验分别在浓度30％的HCl溶液和浓度50％的NaOH溶液中进行，对Ni60喷焊涂层和三个实施事例中含FeS的涂层试样在常温和100℃温度条件下进行24小时浸泡试验，结果表明，Ni60涂层和三个实施事例中含FeS的涂层的各个试样均没有发生明显腐蚀失重，充分表明了本发明中的自润滑镍基合金抽油杆接箍具有与Ni60合金喷焊接箍同样优异的耐腐蚀性能。
权利要求
1.一种自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，接箍是一圆柱体，该接箍中部是两棱扳手的方颈平面，两平面互相平行，该接箍中部设有一轴向内螺纹通孔，在接箍外表面具有一层自润滑镍基合金涂层，其厚度为0.25～0.60mm，该自润滑镍基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
2.如权利要求1所述的自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，该自润滑镍基合金涂层由5％质量百分含量的FeS粉末与95％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
3.如权利要求1所述的自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，该自润滑镍基合金涂层由10％质量百分含量的FeS粉末与90％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
4.如权利要求1所述的自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，该自润滑镍基合金涂层由30％质量百分含量的FeS粉末与70％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。
5.如权利要求1或2或3或4所述的自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，Ni60自熔合金粉末的具体成分按照质量百分含量分别为碳0.5％～1.1％，铬14％～20％，硅3.5％～5.5％，硼3.0％～4.5％，铁＜17％，余量为镍。
6.如权利要求1或2或3或4所述的自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，其特征在于，FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆为20μm～102μm。
全文摘要
本发明涉及一种自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，该接箍是一圆柱体，其中部是两棱扳手的方颈平面，两平面互相平行，接箍中部具有一轴向内螺纹通孔，在接箍外表面具有一层自润滑镍基合金涂层，其厚度为0.25～0.60mm。该自润滑镍基合金涂层由5％～30％质量百分含量的FeS粉末与70％～95％质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均匀混合后热喷焊而成。本发明自润滑镍基自熔合金喷焊抽油杆接箍不仅完全能够满足油田现场耐磨耐蚀要求，而且能够显著改善当前油田用镍基喷焊涂层接箍的自润滑性能，同时实现对接箍和油管的有效保护。其制造的过程和加工工艺简单通用，特别适用于油田斜井、深井以及其它偏磨和油管磨损严重的油井使用。
文档编号C10N40/00GK101037930SQ20071009840
公开日2007年9月19日 申请日期2007年4月17日 优先权日2007年4月17日
发明者黄锦滨, 田斌, 张庚娟, 杨斌, 潘卫国 申请人:安东石油技术(集团)有限公司