准设备JL81-07电炉)，淬火的温度为940±20°C，保温40?60分钟，该淬火的介质为浓度为6%的氯化钠水溶液，再进行回火处理(回火采用标准设备几81-07电炉)，回火的温度为640±20°C，保温60分钟，该回火的介质为空气，在温度300°C下进行热校直(热校直采用现有的校直机)，得到抽油杆的毛坯，对抽油杆的毛坯表面进行抛丸处理并加工螺纹，得到第二抽油杆，其中，抛丸采用标准设备C393通过式抛丸清理机，螺纹加工采用标准设备C3163车床。
[0027]将第二抽油杆进行抗腐蚀性能和强度的检测，检测结果为:第二抽油杆抗腐蚀性能指标为:在浓度为350ppm的硫化氢水溶液中，腐蚀速率< 0.3mm/a，在浓度为3%的氯化钠水溶液中，腐蚀速率< 0.lmm/a ;第二抽油杆的力学性能指标均为:抗拉强度> 975Mpa，屈服强度彡815MPa，断裂伸长率彡14%，断面收缩率彡50%，常温冲击功彡67J。
[0028]实施例三
[0029]本发明实施例提供了一种抽油杆用钢及抽油杆的制造方法，该抽油杆用钢的化学成分为:碳、硅、锰、铬、钥、铝、铜、磷、硫、镍和铁，碳的重量百分比为0.33%，硅的重量百分比为0.40%，锰的重量百分比为1.50%，铬的重量百分比为2.5%，钥的重量百分比为0.25%，铝的重量百分比为0.70%，铜的重量百分比为1.5%，磷的重量百分比为0.020%,硫的重量百分比为0.020 %，镍的重量百分比为0.030 %，余量为铁。
[0030]该制造方法包括将抽油杆用钢放入电炉中进行初炼，初炼温度为1540 0C,在精炼炉中进行精炼，精炼温度为1580°C，在连铸机中进行拉钢得到拉坯，对拉坯进行探伤检验，探伤检验合格后进行切定尺操作制成成型的抽油杆钢坯，将抽油杆钢坯轧制成圆钢(轧制采用常压下用连续棒材轧机在1180°C下将钢坯轧成圆钢)，将圆钢在1050°C下进行锻造，将圆钢的两端镦粗，且锻造后的冷却介质为空气，再进行淬火处理(淬火采用标准设备JL81-07电炉)，淬火的温度为940±20°C，保温40?60分钟，该淬火的介质为浓度为10%的氯化钠水溶液，再进行回火处理(回火采用标准设备几81-07电炉)，回火的温度为640±20°C，保温60分钟，该回火的介质为空气，在温度300°C下进行热校直(热校直采用现有的校直机)，得到抽油杆的毛坯，对抽油杆的毛坯表面进行抛丸处理并加工螺纹，得到第三抽油杆，其中，抛丸采用标准设备C393通过式抛丸清理机，螺纹加工采用标准设备C3163车床。
[0031]将第三抽油杆进行抗腐蚀性能和强度的检测，检测结果为:第三抽油杆的抗腐蚀性能指标为:在浓度为350ppm的硫化氢水溶液中，腐蚀速率< 0.2mm/a，在浓度为3%的氯化钠水溶液中，腐蚀速率< 0.05mm/a ;第三抽油杆的力学性能指标均为:抗拉强度彡975Mpa，屈服强度彡815MPa，断裂伸长率彡14%,断面收缩率彡50%,常温冲击功彡67J。
[0032]本发明提供的抽油杆用钢中添加适量的铜元素可提高抽油杆用钢对硫酸和盐酸中的氯离子的抗腐蚀性和对应力腐蚀的稳定性；若铝元素添加过高容易造成抽油杆用钢的热处理不稳定并影响钢的抗氯离子腐蚀性能，本发明添加适量的铝元素，能够显著提高抽油杆用钢的高温抗氧化性能，特别是能抵抗硫化氢的腐蚀作用，大幅提高了抽油杆用钢在硫化氢腐蚀环境下的使用系数，即许用应力，通过添加适量的铝元素可避免钢中高含量的铝元素易出现热处理不稳定并影响钢的抗氯离子腐蚀性能情况；添加高含量的铬元素可以提高钢的淬透性，在制备过程中使钢的组织均匀、晶粒细化，同时也能大幅提高钢的抗腐蚀性能；硫元素含量过高容易使钢材在热加工时产生硫的化合物(FeS-Fe共晶体)，降低钢的韧性，在抽油杆的锻造过程中造成裂纹，还会降低钢的抗腐蚀性能，磷元素含量过高容易在钢中易产生偏析，形成Fe3P,降低钢的韧性和塑性，使钢的疲劳强度降低，本发明添加低含量的硫元素和磷元素使得抽油杆用钢的韧性、抗腐蚀性能、塑性和疲劳强度均有提高；本发明添加低含量的碳元素可显著提高钢的强度；本发明添加高含量的锰元素可以显著提高钢的强度，而不降低钢的韧性，同时，本发明提供的抽油杆用钢中添加的铜元素能够与铝元素的配合，使得抽油杆的抗腐蚀能力和强度均得到提高，尤其是抵抗硫化氢和氯离子的腐蚀能力，本发明通过添加适量的元素，延长了抽油杆的寿命，降低了石油开采的成本，同时，可以采用直径规格较小的抽油杆杆柱，从而降低了抽油机的悬点载荷，进而抽油泵的能耗降低了，此外，本发明提供的抽油杆用钢的原材料价格低廉进一步降低了石油开采的成本。本发明提供的制造方法，采用氯化钠水溶液作为介质进行冷却，使得制备出的抽油杆淬火均匀，减少抽油杆的淬火裂纹，同时提高了抽油杆的表面硬度和光洁度。
[0033]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种抽油杆用钢，其特征在于，所述抽油杆用钢包括:碳、硅、锰、铬、钥、铝、铜、磷、硫、镍和铁，碳的重量百分比为0.28 %?0.33 %，硅的重量百分比为0.20 %?0.40 %，锰的重量百分比为1.10%?1.50%,铬的重量百分比为2.0%?2.5%,钥的重量百分比为0.15%?0.25%，铝的重量百分比为0.30%?0.70%，铜的重量百分比为1.0%?1.5%,磷的重量百分比< 0.020%，硫的重量百分比< 0.020%，镍的重量百分比< 0.030%，余量为铁。2.根据权利要求1所述的抽油杆用钢，其特征在于，碳的重量百分比为0.33%，硅的重量百分比为0.40%,猛的重量百分比为1.50%,铬的重量百分比为2.5%,钥的重量百分比为0.25%，铝的重量百分比为0.70%，铜的重量百分比为1.5%，磷的重量百分比为0.020 %，硫的重量百分比为0.020 %，镍的重量百分比为0.030 %，余量为铁。3.一种抽油杆的制造方法，其特征在于，所述方法包括:将抽油杆用钢加工成型并进行锻造，再进行淬火处理，所述淬火的温度为940±20°C，保温40?60分钟，所述淬火的介质为浓度为6?10%的氯化钠水溶液,再进行回火处理,所述回火的温度为640±20°C,保温60分钟，在温度300°C下进行热校直，得到抽油杆的毛坯，对所述抽油杆的毛坯表面进行抛丸处理并加工螺纹，制成所述抽油杆； 所述抽油杆用钢的化学成分为:碳、硅、锰、铬、钥、铝、铜、磷、硫、镍和铁，碳的重量百分比为0.28%?0.33%，硅的重量百分比为0.20%?0.40%，锰的重量百分比为1.10%?1.50%，铬的重量百分比为2.0%?2.5%，钥的重量百分比为0.15%?0.25%，铝的重量百分比为0.30%?0.70%，铜的重量百分比为1.0%?1.5%，磷的重量百分比彡0.020%,硫的重量百分比< 0.020%，镍的重量百分比< 0.030%，余量为铁。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将抽油杆加工成型的方法包括:将所述抽油杆用钢放入电炉中进行初炼，在精炼炉中进行精炼，在连铸机中进行拉钢得到拉坯，对所述拉坯进行探伤检验，探伤检验合格后进行切定尺操作制成抽油杆钢坯，将所述抽油杆钢坯轧制成圆钢。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述锻造的方法包括在温度为1050°C下，将所述圆钢的两端镦粗，且锻造后的冷却介质为空气。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氯化钠水溶液的浓度为8%。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述回火的介质为空气。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述抽油杆用钢的化学成分为:碳的重量百分比为0.33%,石圭的重量百分比为0.40%,猛的重量百分比为1.50%,铬的重量百分比为2.5%，钥的重量百分比为0.25%，铝的重量百分比为0.70%，铜的重量百分比为1.5%,磷的重量百分比为0.020 %，硫的重量百分比为0.020 %，镍的重量百分比为0.030 %，余量为铁。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初炼的温度为1540°C。10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述精炼的温度为1580°C。
【专利摘要】本发明公开了一种抽油杆用钢及抽油杆的制造方法，属于石油开采器械领域。所述抽油杆用钢的化学成分为：碳、硅、锰、铬、钼、铝、铜、磷、硫、镍和铁。所述制造方法包括：将抽油杆用钢加工成型并进行锻造，再进行淬火和回火处理，再进行热校直，得到抽油杆的毛坯，对抽油杆的毛坯表面进行抛丸处理并加工螺纹，制成抽油杆。所述抽油杆用钢中通过向铁中添加适量的元素，使得抽油杆的抗腐蚀能力和强度均提高了，尤其是抵抗硫化氢和氯离子的腐蚀能力，从而延长了抽油杆的寿命，降低了石油开采的成本。所述制造方法采用氯化钠水溶液作为介质进行冷却，使得制备出的抽油杆淬火均匀，减少抽油杆的淬火裂纹。
【IPC分类】C21D8/06, C22C38/44
【公开号】CN105441816
【申请号】CN201410433322
【发明人】吴永正, 潘洪国, 马光合, 贺国伟, 谢海玮, 贾波, 刘林
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年8月29日