抽油杆及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及采油设备领域，特别设及一种抽油杆及其制作方法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着采出石油总量的不断增加，油层压力日益降低；注水开发的油田，油井 产水百分比逐渐增大，使流体的比重增加，运两种情况都使油井自喷能力逐步减弱。为提高 产量，需采取人工举升法采油（又称机械采油），人为地向油井井底增补能量，W将油藏中 的石油举升至井口采出。在人工举升法采油过程中，需要使用=抽设备，包括位于地面的抽 油机、位于井下的抽油累，W及连接所述抽油机和抽油累的抽油杆。
[0003] 所述抽油杆作为地面抽油机和井下抽油累的连接设备，在=抽设备中极为重要。
[0004] 目前生产时，抽油杆的主要失效形式是腐蚀疲劳失效。所述腐蚀疲劳失效主要是 在拉应力及腐蚀介质的共同作用下产生的。由于油井中的矿化物、氧、硫化氨、二氧化碳、霉 菌等腐蚀剂的存在，会加剧抽油杆的腐蚀，在长期的经受拉-拉交变应力，W及环境腐蚀的 协同作用，抽油杆极易发生腐蚀疲劳。
[0005] 目前，多数防腐装置采用一种牺牲阳极防腐结构，常溫下牺牲阳极作为防腐结构 较成熟。常用的=类牺牲阳极分别是儀、锋和侣基合金。但运种牺牲阳极防腐结构在含有 硫化氨、二氧化碳等酸性气体浓度较高的油井内使用时，腐蚀情况也很严重，因此并不适用 于油田井下工况条件。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种抽油杆及其制作方法，所述抽油杆在油田井下工况条件 下使用时，不易被快速腐蚀，使用寿命长。
[0007] 本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
[0008] 一种抽油杆，其包括：上接头、本体、下接头；所述上接头外表面设置有第一配合 部；所述第一配合部通过连接件能和光杆连接；所述本体为纵向延伸的柱体，其具有相对 的第一端和第二端，所述第一端与所述上接头固定，所述第二端与所述下接头固定；在所述 本体外表面设置有儀错合金锻膜层；所述下接头外表面设置有第二配合部，所述第二配合 部通过连接件能和抽油累连接。
[0009] 在优选的实施方式中，所述儀错合金锻膜层的厚度为2毫米至3毫米。
[0010] 在优选的实施方式中，所述儀错合金中，错的质量分数为0.4%至1.2%。
[0011] 在优选的实施方式中，所述错的质量分数为1.2%。
[0012] 一种抽油杆的制作方法，包括：
[0013] 冶炼、连铸、社制工序，W获得预定规格的抽油杆；
[0014] 对所述预定规格的抽油杆进行力学性能试验，获得检验合格的抽油杆；
[0015] 对所述检验合格的抽油杆利用儀错合金进行表面锻膜处理。
[0016] 在优选的实施方式中，所述表面锻膜处理包括将儀错合金在火焰中加热至烙融状 态；w预定的喷锻距离、喷锻角度，将处于烙融状态的儀错合金吹成雾状颗粒，并喷射在所 述抽油杆表面。
[0017] 在优选的实施方式中，所述儀错合金锻膜层的厚度为2毫米至3毫米。
[0018] 在优选的实施方式中，所述儀错合金中，错的质量分数为0.4%至1.2%。
[0019] 在优选的实施方式中，所述错的质量分数为1. 2%。
[0020] 在优选的实施方式中，所述抽油杆中含有硫的质量分数为不超过0.015%，含有娃 的质量分数为不超过0.30%。
[0021] 本发明的特点和优点是：通过本发明所述抽油杆及其制作方法，所述抽油杆本体 外表面设置有儀错合金锻膜层。所述抽油杆通过了耐腐蚀试验和疲劳拉应力测试，一方面 具有较好的防腐效果，不易在油田井下工况条件下被快速腐蚀，使用寿命长；另一方面其力 学性能达到D级杆水平，能够满足油田井下工况条件下的使用需求，使用时不易发生疲劳 断裂，可靠性高。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明实施例中一种抽油杆的结构示意图；
[0023] 图2是本发明实施例中一种抽油杆的制作方法步骤流程图。
【具体实施方式】
[0024] 下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解运些实 施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人 员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
[0025] 本发明提供一种抽油杆及其制作方法，所述抽油杆在油田井下工况条件下使用 时，不易被快速腐蚀，使用寿命长。
[00%] 请参阅图1，其为本发明实施例中一种抽油杆的结构示意图。所述抽油杆包括：上 接头1、本体2、下接头3。
[0027] 所述上接头1外表面设置有第一配合部；所述第一配合部通过连接件能和光杆连 接。所述本体2为纵向延伸的柱体，其具有相对的第一端和第二端，所述第一端与所述上接 头1固定，所述第二端与所述下接头3固定；在所述本体2外表面设置有儀错合金锻膜层 20。所述下接头3外表面设置有第二配合部，所述第二配合部通过连接件能和抽油累连接。
[0028] 在本实施方式中，所述第一配合部具体可为外螺纹。所述连接件具体的可为接髓。 当所述第一配合部为外螺纹时，所述接髓可设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，W与所 述上接头1固定连接。
[0029] 在本实施方式中，所述第二配合部具体可为外螺纹。所述连接件具体的可为接髓。 当所述第二配合部为外螺纹时，所述接髓可设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，W与所 述下接头3固定连接。
[0030] 在本实施方式中，所述本体2外表面可通过喷锻的方式设置所述儀错合金锻膜层 20。具体的，所述儀错合金锻膜层20的厚度为2毫米至3毫米。
[0031] 所述儀错合金锻膜层20的厚度不可过薄。假如所述儀错合金锻膜层20的厚度过 薄，当小于2毫米，在含有硫化氨、二氧化碳等酸性气体浓度较高的油井内使用时，可能并 不能达到一个理想的防腐效果。此外，在喷锻过程中，可能本体2外表面的儀错合金锻膜层20喷锻时并不能均匀喷锻，有的地方厚度较薄，有地地方厚度相对较厚。此时在厚度较薄的 位置，极有可能发生腐蚀，从而使得整个抽油杆失效。
[0032] 所述儀错合金锻膜层20的厚度不可过厚。假如所述儀错合金锻膜层20的厚度过 厚，当大于3毫米时，由于所述抽油杆本身的规格是固定的，即抽油杆外径是一定的，假如 所述儀错合金锻膜层20的厚度过大，则相对来说所述抽油杆非锻膜层部分的外径会被缩 小，此时，势必会影响整个抽油杆的强度。
[0033] 本实施方式中，所述本体2的合金组合物的化学组分表如表1所示。
[0034] 表 1
[0035]
[0036] 通过大量的力学性能试验验证：本实施方式中，所述抽油杆本体2的化学组分能 够达到D级杆的化学组分，其抗拉强度在793兆帕至965兆帕。
[0037] 在本实施方式中，所述儀错合金中，错的质量分数为0.4%至1.2%。
[0038] 通过对含有质量分数0.4%~1.2%的儀错合金显微组织研究，结合力学性能测 试结果表明：错元素能够起到明显的晶粒细化作用。当所述抽油杆表面喷锻所述儀错合 金锻膜层20后，由于错元素能够起到明显的晶粒细化作用，儀错合金相当于在所述抽油杆 本体2的外表面形成了一层致密层，其能够有效防止儀错合金中的儀元素被硫化氨、二氧 化碳等酸性气体快速腐蚀，进而能够有效能够防止抽油杆在油田井下工况条件下被快速腐 蚀。
[0039] 在优选的实施方式中，所述错的质量分数为1. 2%。研究表明，随着合金中错含量 的增加，抗拉强度及延伸率都有提高，其中延伸率提高更显著。其主要原因是错的晶粒细化 起了主要作用。而由于儀错合金中没有明显数量的硬质相出现，因此儀错合金的显微硬度 基本不变。
[0040] 对上述抽油杆分别进行耐腐蚀试验和疲劳拉应力测试，效果如下：
[0041] 所述抽油杆经中性盐雾、5 %硫酸耐酸、5 %氨氧化钢耐碱、5 %硫化钢耐硫等多次 耐蚀性实验，300小时后观察实验结果，抽油杆无明显变化。可见，本发明所述抽油杆具有较 好的防腐效果，不易在油田井下工况条件下被快速腐蚀，使用寿命长。 阳042] 此外，对所述抽油杆进行疲劳试验，试验机为PLG-300千牛高频疲劳试验机，加载 载荷406兆帕，应力比R= 0.1，加载频率为100赫兹。100次后无断裂情况发生。可见，本 发明所述抽油杆能够达到D级杆水平，具有足够的力学强度，完全能够满足油田井下工况 条件下的使用需求，使用时不易发生疲劳断裂，可靠性高。
[0043] 请参阅图2,其为本发明实施例中一种抽油杆的制作方法步骤流程图。所述抽油杆 制作方法可W包括如下步骤。
[0044] 步骤S10 :冶炼