专利名称：摩擦焊接抽油杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种摩擦焊接抽油杆，是有杆泵采油设备的重要部件。
背景技术：
有杆泵采油系统主要由地面的抽油机和地下的抽油杆和抽油泵组成。抽油杆置于油管内，抽油泵置于油管下部。抽油机通过抽油杆带动抽油泵的柱塞上下往复运动，从而使抽油泵将井下的原油通过油管内壁与抽油杆之间的环形空间抽到地面上来，目前的抽油杆主要采用普通钢抽油杆和摩擦焊接抽油杆，它是有杆泵采油设备的重要部件。
现有的摩擦焊接抽油杆，是采用摩擦焊接将两个已加工好的杆头焊接在经过热处理的等直径的杆体的两端，然后对焊缝和焊接热影响区进行局部热处理，再将焊接飞边除去。这种摩擦焊接抽油杆，由于焊缝设在杆体上，尽管采用了先进的摩擦焊接工艺和先进的局部热处理工艺，提高了焊缝和焊接热影响区的抗疲劳性能，但是焊接热影响区的抗疲劳性能仍较低。局部热处理可以改善焊缝和焊接热影响区的金相组织和力学性能，但是局部加热又引起了局部热处理的热影响区，因此杆体上焊接热影响区和局部热处理的热影响区成为摩擦焊接抽油杆的薄弱环节。此外，摩擦焊接抽油杆在除去焊接飞边时，有时没有将飞边完全除掉，留下一个凸台，而有时将飞边除去过多，留下一个凹坑，这些凸台和凹坑会引起应力集中，从而降低焊接部位的疲劳强度。因此，这种摩擦焊接抽油杆常常在杆体上的焊缝或焊接热影响区或局部热处理的热影响区发生早期疲劳断裂。
另外，现有的摩擦焊接抽油杆其杆体和杆头是采用相同牌号钢材制成，其杆头的横截面积比杆体大2.5-3倍，在抽汲原油的过程中，抽油杆杆头的外径与油管内壁之间的活塞效应较大，增加了原油向上流动的阻力，不利于原油的采出，同时增加了抽油机的悬点载荷。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种疲劳强度高，抽油杆杆头与油管内径的活塞效应较小的摩擦焊接抽油杆。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案一种摩擦焊接抽油杆，它包括杆体和两杆头，其特征在于所述杆体为圆杆，其两端分别具有一镦粗的端部，所述端部包括凸台和过渡圆弧；所述两杆头分别具有一凸台，所述凸台与所述杆体的端部凸台焊接在一起。
两所述杆头是带外螺纹的杆头，所述杆头包括外螺纹接头、应力槽、台肩和扳手方颈。
所述两杆头中的一杆头是带外螺纹的杆头，包括外螺纹接头、应力槽、台肩和扳手方颈；另一杆头是带内螺纹的杆头，包括内螺纹接头和扳手方颈。
所述杆头采用的钢材牌号与所述杆体采用的钢材牌号相同。
所述杆头采用的钢材的疲劳强度高于所述杆体采用的钢材的疲劳强度，所述杆头的规格尺寸比所述杆体的规格尺寸低一级。
本实用新型的优点是1、本实用新型摩擦焊接抽油杆，它包括杆体和两杆头，杆体为圆杆，其两端分别具有一镦粗的端部，端部包括凸台和过渡圆弧；两杆头分别具有一凸台，此凸台与杆体的端部凸台焊接在一起。
制作时，杆头毛坯的凸台外径和杆体毛坯的凸台外径均留有加工余量，然后通过摩擦焊接方式将杆头毛坯的凸台和杆体毛坯的凸台焊接在一起，形成摩擦焊接抽油杆，再经整体热处理后对杆体凸台和杆头凸台的外径进行加工，如此则杆体和杆头之间的焊接部位不会出现凸台或凹坑，不会引起应力集中，从而不会降低焊接部位的疲劳强度。
另外，由于焊缝设在杆头凸台和杆体凸台的接触面上，其横截面积比杆体大2.5-3倍，其工作应力比杆体小2.5-3倍，尽管采用先进的摩擦焊接工艺和整体热处理后焊接热影响区的疲劳强度比杆体低一些，但是由于焊接部位的工作应力比杆体小得多，因此焊接部位整体的疲劳强度不低于杆体。
2、本实用新型摩擦焊接抽油杆，其中两杆头是带外螺纹的杆头，杆头包括外螺纹接头、应力槽、台肩和扳手方颈。使用时，将相邻两根抽油杆的外螺纹接头用接箍连接起来形成足够长的抽油杆柱。
3、本实用新型摩擦焊接抽油杆，其中两杆头中的一杆头是带外螺纹的杆头，包括外螺纹接头、应力槽、台肩和扳手方颈；另一杆头是带内螺纹的杆头，包括内螺纹接头和扳手方颈。使用时，将若干根抽油杆依次通过杆头的外螺纹接头与相邻抽油杆杆头的内螺纹接头相连接以形成足够长的抽油杆柱。
4、本实用新型摩擦焊接抽油杆，其中杆头采用的钢材的疲劳强度高于杆体采用的钢材的疲劳强度，杆头的规格尺寸比杆体的规格尺寸小一级。这样，抽油杆杆头外径与油管内径之间的环形空间增加34％--130％，因此减少了抽油杆杆头与油管内径的活塞效应，有利于原油的采出，并降低了抽油机的悬点载荷。
图1是本实用新型摩擦焊接抽油杆一实施例示意图图2是本实用新型摩擦焊接抽油杆另一实施例示意图具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型摩擦焊接抽油杆，它包括杆体9和两杆头，其特征在于杆体9为圆杆，其两端分别具有一镦粗的端部，端部包括凸台7和过渡圆弧8；两杆头20、20’分别具有一凸台5，凸台5与杆体9的端部凸台7焊接在一起。
如图1所示，两杆头20、20’是带外螺纹的杆头，杆头20、20’包括外螺纹接头1、应力槽2、台肩3和扳手方颈4。
如图2所示，其为本实用新型另一实施例结构示意图，其中，两杆头中的一杆头20是带外螺纹的杆头，包括外螺纹接头1、应力槽2、台肩3和扳手方颈4；另一杆头20’是带内螺纹的杆头，包括内螺纹接头10和扳手方颈4。
杆头20、20’采用的钢材牌号与杆体9采用的钢材牌号相同。
杆头20、20’采用的钢材牌号与杆体9采用的钢材牌号也可以不相同，此时杆头采用的钢材的疲劳强度高于杆体采用的钢材的疲劳强度，如杆体采用20CrMo，而杆头采用30CrMnTi；杆头的规格尺寸则可以比杆体的规格尺寸低一级，这样油管内抽油杆接箍与油管内壁之间的环形空间可以增加34％以上，减少井液流动的阻力，有利于井液的举升，并减少了抽油杆的光杆载荷。
权利要求1.一种摩擦焊接抽油杆，它包括杆体和两杆头，其特征在于所述杆体为圆杆，其两端分别具有一镦粗的端部，所述端部包括凸台和过渡圆弧；所述两杆头分别具有一凸台，所述凸台与所述杆体的端部凸台焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的摩擦焊接抽油杆，其特征在于两所述杆头是带外螺纹的杆头，所述杆头包括外螺纹接头、应力槽、台肩和扳手方颈。
3.根据权利要求1所述的摩擦焊接抽油杆，其特征在于所述两杆头中的一杆头是带外螺纹的杆头，包括外螺纹接头、应力槽、台肩和扳手方颈；另一杆头是带内螺纹的杆头，包括内螺纹接头和扳手方颈。
4.根据权利要求1或2或3所述的摩擦焊接抽油杆，其特征在于所述杆头采用的钢材牌号与所述杆体采用的钢材牌号相同。
5.根据权利要求1或2或3所述的摩擦焊接抽油杆，其特征在于所述杆头采用的钢材的疲劳强度高于所述杆体采用的钢材的疲劳强度，所述杆头的规格尺寸比所述杆体的规格尺寸低一级。
专利摘要本实用新型涉及一种摩擦焊接抽油杆，它包括杆体和两杆头，杆体为圆杆，其两端分别具有一镦粗的端部，端部包括凸台和过渡圆弧；两杆头分别具有一凸台，凸台与杆体的端部焊接在一起。由于焊缝设在杆头凸台和杆体凸台的接触面上，其横截面积比杆体大2.5－3倍，其工作应力比杆体小2.5－3倍，尽管采用摩擦焊接工艺和整体热处理后焊接热影响区的疲劳强度比杆体低一些，但是由于焊接部位的工作应力比杆体小得多，因此焊接部位整体的疲劳强度不低于杆体。本实用新型摩擦焊接抽油杆疲劳强度高，抽油杆杆头与油管内径的活塞效应较小。
文档编号E21B17/00GK2656602SQ20032010156
公开日2004年11月17日 申请日期2003年10月23日 优先权日2003年10月23日
发明者张文森, 张卫良, 吴学光, 迟广林 申请人:张文森, 张卫良, 吴学光, 迟广林