抽油杆导向器的制作方法

文档序号:32662099发布日期:2022-12-23 23:56阅读:90来源:国知局
抽油杆导向器的制作方法
抽油杆导向器
1.相关申请的交叉引用
2.本技术是申请号为201880084489.1的中国专利申请的分案申请。申请号为201880084489.1的中国专利申请是国际申请pct/us2018/067953的中国国家阶段申请,其要求于2017年12月28日提交的美国临时专利申请序列号62/611,250的优先权,其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
3.本公开涉及低摩擦且高耐磨的抽油杆导向器,该抽油杆导向器至少部分地由可失稳硬化的(spinodally-hardenable)铜合金或经失稳硬化的(spinodally-hardened)铜合金制成。


背景技术:

4.导向器对于引导抽油杆进入流体抽取设备的导管(也称为生产管道)并使其居中特别有效,流体抽取设备诸如油气工业中制造和使用的那些设备。除其他特性外,本文公开的抽油杆导向器减少了摩擦并且更加耐磨、限制了对导管内径的损害、增强了流体抽取并降低了总的井运行成本。
5.流体抽取设备通常包括用于从地下储层抽取流体的泵、所产生的流体行进通过的导管(也称为生产管道)、用于向泵提供动力的动力源以及连接动力源与泵的抽油杆举升系统。用于抽取的典型流体包括水,以及多种含烃油气。
6.抽油杆举升系统包括一系列通过接箍(coupling)连结在一起并且置于导管或生产管道内部的抽油杆。由于抽油杆的外表面与导管的内表面(两者通常均由钢制成)之间反复接触而引起的导管损坏会破坏导管的机械完整性,导致由导管运送的流体泄漏到环境中。这样的泄漏非常容易导致泵送过程被停止,并经常需要非常昂贵的额外作业来修复这种故障。
7.通常,在井壁弯曲的情况下,例如在斜井(deviated well)(在水平和竖直方向上都有延伸的井)中或通过非线性钻井工艺产生的井中,更有可能发生导管的损坏。可将抽油杆导向器围绕抽油杆放置,以使杆与井套管(casing)的接触最小化,从而减少总的损坏。然而,抽油杆导向器和井套管之间仍会发生接触。因此,期望开发具有改进性质的新的抽油杆导向器。


技术实现要素:

8.本公开涉及至少部分地由可失稳硬化的铜合金或经失稳硬化的铜合金制成的抽油杆导向器。抽油杆导向器可以均一地由铜合金制成,或者铜合金可以仅存在于抽油杆导向器的外表面(或其一部分)上,或者铜合金可以作为插件存在,该插件最初暴露在外表面上或最初隐藏在抽油杆导向器的内部(而在后期暴露)。铜合金为抽油杆导向器提供了多种性质的组合,包括高拉伸强度、高疲劳强度、高断裂韧性、耐磨性、低摩擦和耐腐蚀性。铜合
金的使用减少了导向器和使用这种导向器的泵系统中的其他部件的破坏性损坏的发生,同时在流体回收操作期间提供了机械功能和效率。这还延长了这些部件的使用寿命,显著降低了用于从井中回收流体的设备的成本。
9.在本文的多个实施方案中公开了包含铜-镍-锡合金的抽油杆导向器。在一些实施方案中,铜-镍-锡合金构成抽油杆导向器的外表面的至少一部分。在另一些实施方案中,铜-镍-锡合金至少部分地被包裹在非铜合金的材料中,例如聚合树脂。
10.在一个实施方案中,抽油杆导向器具有纵向主体,该纵向主体具有第一端、第二端、主体外径(outer body diameter)和外表面。抽油杆导向器还具有在纵向主体中从第一端延伸到第二端且适于接合抽油杆的光滑内孔。抽油杆导向器外表面的至少一部分包含铜-镍-锡合金。
11.在一些实施方案中,构成外表面的至少一部分的铜-镍-锡合金为铜-镍-锡合金层的形式。该层可包含混合有例如聚合树脂的高百分比的铜-镍-锡合金。铜-镍-锡合金可以粉末形式分散在树脂内,具有从抽油杆导向器中心处的低浓度金属合金粉末到抽油杆导向器的外表面处的高浓度金属合金粉末的浓度梯度。
12.在另一些实施方案中,构成外表面的至少一部分的铜-镍-锡合金为一个或多个铜合金插件的形式。抽油杆导向器的其余部分可由诸如聚合树脂的替代材料形成。铜-镍-锡合金可包含约5wt%至约20wt%的镍和约5wt%至约10wt%的锡,并且其中该合金具有至少75ksi的0.2%残余变形屈服强度。
13.本文还公开了抽油杆导向器组件,其包括抽油杆和附连到该抽油杆的低摩擦且高耐磨的抽油杆导向器。抽油杆导向器可以具有如上所述的结构,其中抽油杆延伸贯穿内孔。
14.在本文的多个实施方案中还公开了抽油杆导向器节段(sucker rod guide segment),其可以成对使用或作为单独部件的组合使用,以形成抽油杆导向器。这样的导向器节段可包括:节段主体,该节段主体具有第一端和第二端;半圆柱形中央通道,该半圆柱形中央通道具有半径并且纵向延伸贯穿节段主体;第一滑动接头和第二滑动接头,该第一滑动接头和第二滑动接头位于节段主体的内表面的相对侧上,并且适于允许抽油杆导向器节段相对于另一相关联的抽油杆导向器节段仅纵向移动;以及至少一个孔道(aperture),该孔道延伸贯穿节段主体的第一侧,并适于允许相关联的紧固件将抽油杆导向器节段固定至相关联的抽油杆导向器节段。
15.在一些实施方案中,第一滑动接头是销(pin),并且第二滑动接头是尾部(tail),因此使用燕尾形接头(dovetail joint)。可使用两个相同的导向器节段来形成抽油杆导向器。在另一些实施方案中,第一滑动接头和第二滑动接头均为销或均为尾部。可以构想的是,将具有两个销的导向器节段与具有两个尾部的导向器节段一起使用,以形成抽油杆导向器。在特定实施方案中,销和尾部各自具有倾斜的侧壁。
16.在另一些实施方案中,抽油杆导向器节段具有彼此间隔开并在节段主体的第一端和第二端之间延伸的多个孔道。
17.抽油杆导向器节段可还包括在节段主体的外表面中的至少一个纵向凹槽。有时,随着该至少一个纵向凹槽从节段主体的第一端延伸到第二端,该凹槽从节段主体的第一侧螺旋延伸到节段主体的第二侧。在另一些情况下,该至少一个纵向凹槽从节段主体的第一端纵向地延伸到第二端。在特定的实施方案中,在节段主体的相对侧上,在节段主体的外表
面中,存在一对纵向凹槽,每个凹槽从节段主体的第一端纵向地延伸到第二端。
18.节段主体可以还包括中间部分,第一端和第二端朝向中间部分渐窄,使得中间部分的外径大于第一端和第二端的直径。该渐窄可以例如以线性或抛物线形方式。
19.节段主体可以由铜-镍-锡合金制成,该铜-镍-锡合金包含约5wt%至约20wt%的镍和约5wt%至约10wt%的锡,其中该合金具有至少75ksi的0.2%残余变形屈服强度。在另外的实施方案中,节段主体的外表面可以包覆有聚合树脂或有机复合材料。金属节段主体用作外部覆盖层的框架。
20.在另一些替代实施方案中,节段主体由固化的聚合树脂或有机复合材料制成,并且铜合金插件存在于节段主体中。可以构想,在这些实施方案中,抽油杆导向器节段最初会磨损,最终暴露出金属插件的表面。然后,铜合金插件将减缓进一步的系统磨损。
21.本文还公开了抽油杆导向器,包括:纵向主体,该纵向主体具有第一端、第二端、主体外径和外表面;光滑内孔,该内孔在所述纵向主体中从第一端延伸到第二端,并适于接合抽油杆;以及至少一个凹槽,该至少一个凹槽从第一端延伸到第二端。这些抽油杆导向器可以制成一个一体件,或者可以由如上所述的导向器节段制成。
22.在一些实施方案中,抽油杆导向器还包括从外表面径向延伸到内孔的至少一个孔道,该孔道适于接收相关联的紧固件以将抽油杆导向器相对于相关联的抽油杆固定到合适位置。
23.本文还公开了抽油杆导向器组件,包括:抽油杆;和如上所述的抽油杆导向器。抽油杆穿过抽油杆导向器的光滑内孔,并连结到抽油杆导向器。
24.可以使用粘合剂来连结抽油杆和抽油杆导向器。可替选地,抽油杆导向器还可以包括从外表面径向延伸到内孔的孔道,并且紧固件穿过该孔道以将抽油杆导向器固定到抽油杆。本文还构想了其他连接方式。
25.本文还公开了泵系统,包括:井下泵;用于为井下泵提供动力的动力源;和位于井下泵和动力源之间的至少一个抽油杆。抽油杆导向器围绕抽油杆,并且具有如上所述的结构。
26.还公开了从井中抽取流体的方法,包括:使用抽油杆柱将井下泵连接至电机;和使用该抽油杆柱操作井下泵以从井中抽取流体。抽油杆柱包括一组抽油杆导向器,该抽油杆导向器包含铜-镍-锡合金;并且其中该铜-镍-锡合金包含约8wt%至约20wt%的镍和约5wt%至约11wt%的锡,并且当相对于碳钢测量时,该铜-镍-锡合金具有低于0.4的滑动摩擦系数。
27.在特定实施方案中,该井是斜井或通过非线性定向钻井产生的井。
28.在下文更具体地公开了本公开的这些和另一些非限制性特征。
附图说明
29.以下是附图的简要描述,这些附图的提供是为了解释说明本文公开的示例性实施方案,而不是为了对其进行限制。
30.图1是根据本公开的抽油杆导向器组件的示意图。
31.图2a是图1的抽油杆导向器的平面剖视图。
32.图2b是图1的抽油杆导向器的平面剖视图,示出了另外的细节。
33.图3是根据本公开的抽油杆导向器节段的一个实施方案的透视图。
34.图4a是图3的抽油杆导向器节段的内表面的平面图,示出了更多细节。
35.图4b是图3的抽油杆导向器节段的俯视图。
36.图4c是图4b的俯视图的第一侧的放大俯视图,示出了尾部的细节。
37.图4d是图4b的俯视图的第二侧的放大俯视图,示出了销的细节。
38.图4e是示出两个相同的抽油杆导向器节段如何被连结在一起以形成抽油杆导向器的俯视图。
39.图5是根据本公开的抽油杆导向器的平面图(即,沿纵轴向下看)。
40.图6是抽油杆导向器的外部侧视图,该抽油杆导向器具有平行于在抽油杆导向器的两端之间延伸的纵轴延伸的凹槽。抽油杆导向器的端部线性地渐窄。
41.图7是抽油杆导向器的外部侧视图,该抽油杆导向器具有平行于在抽油杆导向器的两端之间延伸的纵轴延伸的凹槽。凹槽具有螺旋形截面,即该凹槽相对于纵轴成角度。抽油杆导向器的端部线性地渐窄。
42.图8是根据本公开的抽油杆导向器节段的替代实施方案的俯视图。在该实施方案中,导向器节段由铜金属合金制成,并且导向器节段的外表面包覆有聚合树脂。
43.图9是根据本公开的抽油杆导向器节段的另一替代实施方案的俯视图。在该实施方案中,导向器节段主体由非铜合金材料制成,例如聚合树脂或有机复合材料。导向器节段主体中靠近外表面处存在一个或多个铜合金插件。
44.图10是根据本公开的泵送系统的示意图。
45.图11是斜井的示意图。
46.图12是斜井的造斜点(kick off point,kop)的放大图。可以看到抽油杆导向器接触生产管道,这导致了磨损。
47.图13是根据本公开的抽油杆导向器组件的另一实施方案的平面图(即,沿纵轴向下看)。在此,通过将抽油杆导向器直接模制到抽油杆上来形成抽油杆导向器。抽油杆导向器由聚合树脂和铜合金粉末的共混物制成。将共混物模塑后,使抽油杆导向器组件旋转,这使得铜合金粉末优先移至抽油杆导向器的外表面。
48.图14是根据本公开的抽油杆导向器组件的又一实施方案的平面图。在此,类似地,通过将抽油杆导向器直接模制到抽油杆上来形成抽油杆导向器。模具和模制工艺允许定位一个或多个铜合金插件,以使铜合金插件位于抽油杆导向器的外表面上。
49.图15是示出通过使材料在碳钢上滑动而测得的多种材料的典型滑动摩擦系数的图。
具体实施方式
50.可以参考附图获得对本文公开的部件、工艺和设备的更全面的理解。这些附图仅是基于方便和容易地解释说明本公开的示意性表示,因此,并不旨在指示装置或其部件的相对大小和尺寸,和/或限定或限制示例性实施方案的范围。
51.尽管为了清楚起见在下面的描述中使用了特定术语,但是这些术语旨在仅指代为用于解释说明附图中所选择的实施方案的特定结构,而不旨在限定或限制本公开的范围。在附图和下文描述中,应当理解,相似的数字标记指代相似功能的部件。
52.除非上下文另有明确规定,否则没有数量词修饰的名词和“所述”修饰的名词包括单数和复数个/种指示物。
53.如说明书和权利要求书中使用的,本文所用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“可”、“含有”及其变体是指需要存在指定成分/步骤并允许存在其他分/步骤的开放式过渡短语、术语或词语。然而,这种描述应被解释为还将组成或方法描述为“由”和“基本上由”所列举的成分/步骤组成,这允许仅存在指定成分/步骤以及可能由此产生的任何不可避免的杂质,并且排除其他成分/步骤。
54.本技术的说明书和权利要求书中的数值应当理解为包括当减少到相同数目的有效数字时相同的数值和与所述值相差小于本技术中描述的用于确定所述值的常规类型测量技术的实验误差的数值。
55.本文公开的所有范围包括所指端点并且可独立组合(例如,“2克至10克”的范围包括端点2克和10克,以及所有中间值)。
56.由诸如“约”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值可以不限于所指定的精确值。近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度。修饰语“约”也应视为公开了由两个端点的绝对值定义的范围。例如,表述“从约2至约4”也公开了范围“从2至4”。术语“约”可以指所指示数字的正负10%。
57.权利要求中使用的术语“相关联的”是指有助于描述或解释所要求保护的部分的功能或形状的未要求保护的部分。
58.本公开涉及滑动摩擦系数。该值根据称为“使用块环磨损试验测定材料抗滑动磨损等级的标准试验方法”的astm g77-17和称为“法列克(falex)环块磨擦和磨损试验机的校准和操作的标准测试方法”的astm d2714-94(2014)进行测量。
59.本公开涉及至少部分地由可失稳硬化的铜合金或经失稳硬化的铜基合金制成的抽油杆导向器(及其节段)。本公开的铜合金可以是具有强度、延展性、高应变率断裂韧性、润滑性、耐磨性和擦伤保护的组合的铜-镍-锡合金。抽油杆导向器围绕抽油杆放置,以防止抽油杆接触井壁/套管,从而减少损坏并提高产量。
60.图10示出了用于从井中抽取流体的泵系统100的各个部分,并且被提供以示出本公开的抽油杆导向器的使用环境。
61.系统100具有游梁122,该游梁使包括抛光棒部分125的抽油杆柱124进行往复运动。抽油杆柱124悬挂在梁上,以致动设置在井128的底部处的井下泵126。
62.游梁122进而由转向臂(pitman arm)致动,由动力源132(例如,电动机)驱动的曲柄臂130使得该转向臂进行往复运动,该动力源132通过齿轮减速机构(例如,变速箱134)联接至曲柄臂130。该动力源可以是三相交流感应电机或同步电机,用于驱动泵送单元。变速箱134将电机扭矩转换为低速但高扭矩的输出,以驱动曲柄臂130。曲柄臂130设置有配重136,用于平衡悬挂在梁122上的抽油杆柱124。平衡也可以由诸如气动平衡单元上设置的气缸提供。皮带式泵送单元可以使用在杆冲程相反方向上的配重或气缸进行平衡。
63.井下泵126可以是往复式泵,其具有附接到抽油杆柱124的端部的柱塞138,以及附接到井128中的生产管道的端部的泵筒140。柱塞138包括游动阀(traveling valve)142和位于筒140底部的固定阀(standing valve)144。在泵的向上冲程中,游动阀142关闭并将柱塞138上方的流体(诸如油和/或水)举升到井的顶部,且固定阀144打开并且允许来自储层
的其他流体流入泵筒140。在向下冲程中,游动阀142打开且固定阀144关闭,以准备下一次循环。控制泵126的运行,从而泵筒140中保持的液位足以使抽油杆柱124的下端在整个冲程中都保持在流体中。抽油杆柱124被导管111包围,导管111又被井套管110包围。抛光棒部分125下方的抽油杆柱由通过抽油杆接箍123保持在一起的抽油杆124构成。抽油杆导向器127附接至柱中的抽油杆124,以引导杆124进入导管111中并使其居中。
64.由于表面之间的接触,加上随着井中流体离开泵并流过生产管道和抽油杆柱之间的间隙时的速度提高,常规的接箍几何形状和材料导致快速的管道磨损。当井是可通过定向钻井产生的斜井(在水平和竖直方向上都延伸的井)时,生产管道和抽油杆柱上的磨损尤其明显。
65.在这方面,图11是斜井的图示。图12是造斜点的放大图。如图11所示,导管/管道150在水平方向上弯曲,并且也可以在竖直方向上例如跟随储液层上升/下降。斜井可包含多个造斜段(curve),每个造斜段可沿不同方向弯曲。抽油杆柱160位于导管内。
66.如图12中更好地示出的,杆柱160由抽油杆162、抽油杆导向器164和抽油杆接箍166构成。由于斜井中存在造斜段,抽油杆导向器164接触导管150的内壁,如位置152处所示。由于抽油杆、导向器和导管/管道相互摩擦和磨损,所以系统中的机械摩擦增加。抽油杆柱也可以弯折和弯曲。
67.接下来,图1是附接到抽油杆124的抽油杆导向器127的透视图。抽油杆124具有直径229。抽油杆124具有与抽油杆导向器127的内表面(不可见)接触的外表面224。多种抽油杆的尺寸由api规范11b定义,api规范11b的第27版于2010年5月发布。
68.根据本公开的一些示例性实施方案,抽油杆导向器被制成单个连续材料件。抽油杆导向器可以由原材料加工(即锻造(wrought))、铸造(cast)、模制(molded)或以其他方式制成。用于制造给定形状的金属物体的制造方法是已知的,并且可以应用于制造抽油杆导向器。
69.再次参考图1,可以将制成为单件的抽油杆导向器滑动到抽油杆124上,然后使用耐流体粘合剂或机械固定装置将其附接于其上,如将在本文中进一步描述的。
70.图2a和图2b是抽油杆导向器127的剖视图,并且示出了适于单件式实施方案和多件式实施方案的一些方面。首先从图2a开始,抽油杆导向器127包括纵向主体332,该纵向主体332具有第一端304和第二端306。主体332可以具有大体上呈圆柱形的形状(当从顶部观察时),长度l大于外径od。主体的外径od大于抽油杆的外径(图1中的附图标记229)。
71.光滑孔302沿抽油杆导向器127的中央纵轴305从第一端304延伸到第二端306,完全贯穿主体332。孔302限定抽油杆导向器127的内表面310。在一些实施方案中,内孔302的形状是具有内径id的中空圆柱形。应当理解,内孔被成形为与抽油杆的尺寸匹配。
72.导向器127的每端都是渐窄的。导向器127包括第一端304、第二端306和中间部分312。第一端304和第二端306朝着导向器的中央渐窄,使得中间部分312的外径od大于每端的直径。因此,端部具有由小于od但大于id的直径限定的渐窄部。术语“渐窄”在这里仅指直径从中间向每端逐渐减小,并且不需要以任何给定的方式发生直径的改变。此处,在图2a中,导向器的端部线性地(即沿直线317)渐窄。在另一些实施方案中,导向器的端部抛物线形地渐窄。
73.现在参考图2b,线性渐窄部可具有角度α,角度α定义为由平行于导向器的端部的
水平线315和渐窄线317所形成的角度。通常,角度α是锐角,即小于90
°
。在一些实施方案中,角度α为约60
°

74.另外,孔的两端可包括分别位于各端部304和306处的内部锪钻(inner countersinks)350和352。锪钻部分354和356增大了内孔端部处的直径,从而使得更容易插入抽油杆。此处,锪钻部分354和356线性地(即沿直线357)朝着导向器的端部增加内孔的直径。锪钻的角度定义为角度β,即在直线357和未锪钻内孔表面310之间形成的角度。通常,角度β是锐角,即小于90
°
。在一些实施方案中,角度β为约20
°

75.现参考图1和图2a,在一些示例性实施方案中,通过粘合剂将导向器127固定到抽油杆上的期望位置。粘合剂将内孔表面310粘合到抽油杆的外表面(图1,224)。在一些实施方案中,粘合剂是耐流体粘合剂,这意味着由泵组件抽取的流体既不降解粘合剂也不影响其粘合性能。
76.在另一些实施方案中,导向器127通过机械装置附接到抽油杆。例如,在图2a中,抽油杆导向器127可以包括(相对于纵轴305)径向定向的孔道319,该孔道接收紧固件,用于将抽油杆导向器相对于抽油杆固定到合适位置。例如,孔道可以是接收定位螺钉的螺纹孔道,该定位螺钉然后向抽油杆施加摩擦力,使得导向器127停留在围绕抽油杆的期望位置。也可以使用将装置固定到杆的其他机械手段。
77.根据本公开的另一些示例性实施方案,通过组合两个抽油杆导向器节段来制造抽油杆导向器。这些导向器节段可以由原材料加工(即,锻造)、铸造、模制或以其他方式制成。导向器节段本身可以是一个连续材料件,或者可以是如本文进一步描述的不同材料的组合。将两个这样的导向器节段连结在一起,并且可以将其滑动到抽油杆124上,然后使用如上所述的耐流体粘合剂或机械固定装置将其附接于其上。
78.图3是一个示例性抽油杆导向器节段527的透视图。图4a是图3的抽油杆导向器节段的内表面的平面图。图4b是图3的抽油杆导向器节段的俯视图。图4c是抽油杆导向器节段的第一侧的放大俯视图。图4d是抽油杆导向器节段的第二侧的放大俯视图。图4e示出了如何将两个抽油杆导向器节段组合以形成抽油杆导向器组件。这些附图中使用的相同附图标记指代相同的部件。
79.现参考图3,抽油杆导向器节段527由节段主体532形成。主体532具有第一端504、与第一端相对的第二端506以及外表面562。第一端和第二端是如通过纵轴505标识的纵向末端。
80.抽油杆导向器节段527包括半圆柱形中央通道502,该半圆柱形中央通道502沿导向器节段的纵向长度延伸并且基本平行于导向器节段的纵轴505。中央通道在导向器节段的内表面510上形成。如此处所示,通道具有半径为r的半圆形截面。抽油杆将接合中央通道。中央通道的表面完全光滑,即不包含螺纹。中央通道还将节段主体分成第一侧507和第二侧509。换句话说,中央通道位于第一侧和第二侧之间。
81.抽油杆导向器节段的外表面562具有至少一个凹槽。在此,示出了两个凹槽573、574。这些凹槽允许流体流过抽油杆导向器周围的导管。如此处所示,凹槽从第一端504线性地延伸到第二端506,或者换句话说,凹槽基本平行于纵轴505。在另一些实施方案中,凹槽从第一端504非线性地延伸到第二端506。在这些示例性实施方案中,随着凹槽从第一端向第二端延伸,凹槽在外表面的两侧507、509之间延伸。在一些实施方案中,凹槽围绕组装好
的抽油杆导向器的圆周形成了螺旋路径。
82.抽油杆导向器节段527包括在节段主体的第一侧507上的至少一个孔道520,该孔道容纳紧固件。如此处所示,在第一侧507上有三个这样的孔道,其在节段主体的第一端和第二端之间彼此间隔开。在节段主体的第二侧509上也存在三个这样的孔道。孔道从外表面562延伸到内表面510。紧固件延伸贯穿孔道以将两个导向器节段固定在一起。例如,孔道可以是带螺纹的,并且带螺纹的螺钉穿过孔道520。另一些紧固件可以包括销、公母组合螺栓(male and female combination bolt)、螺母和螺栓(nut and bolt)或卡扣机构(snapping mechanism)或者本领域已知的其他机械紧固件。
83.抽油杆导向器节段527还包括第一滑动接头570和第二滑动接头572。第一滑动接头位于导向器节段的第一侧507上。第二滑动接头位于导向器节段的第二侧509上。每个滑动接头570、572适于允许抽油杆导向器节段相对于第二抽油杆导向器节段/当连接到第二抽油杆导向器节段时仅纵向地移动。通常,滑动接头将沿着导向器节段的整个长度(即在两端504、506之间)平行于纵轴505延伸。如此处所示,滑动接头为燕尾形或销-尾部布置。
84.现在参考图4a,节段主体532的内表面510是可见的。第一端504、第二端506、第一侧507、第二侧509、中央通道502和纵轴505都被标记出来。如此处所示,第一侧507上的第一滑动接头是尾部或承窝(socket)582,第二侧509上的第二滑动接头是销580。销和尾部是形状互补的。也如此处所示,孔道520在两端504、506之间延伸。孔道也穿过两个滑动接头。
85.同样,抽油杆导向器节段527的每端504和506都是渐窄的。第一端504和第二端506从中间部分朝着导向器节段527的中央通道502渐窄,使得中间部分的外半径大于具有渐窄部的端部的外半径。
86.图4b是(在第一端502处沿纵轴向下看)的俯视图。尾部582和销580在此可见。中央通道的半径r也在此示出。
87.图4c是尾部582的放大俯视图。图4d是销580的放大图。如图4c所示,尾部582被成形为具有倾斜侧壁585。尾部的侧壁是倾斜的,使得尾部在其基部(位于节段主体内部)比在内表面510处更宽。类似地,如图4d所示,销580被成形为具有倾斜侧壁586。销的侧壁是倾斜的,使得销在其远端581处比在内表面510处更宽。
88.在一些实施方案中,如图4e所示,两个相同的抽油杆导向器节段527a、527b连结在一起以形成抽油杆导向器557。由于销和尾部的形状(如图4c和图4d所示),通过将两个节段纵向滑动到一起,接合两个导向器节段527a、527b。每个导向器节段的销与另一个导向器节段的尾部接合。然后将紧固件贯穿孔道(图3,520)插入以将两个导向器节段固定在一起。每个导向器节段527a、527b覆盖抽油杆周长的一半(50%)。相同的零件降低了制造成本并简化了操作使用,因为只需要制造和运输一种零件即可。
89.应当注意,由于两个滑动接头的销-尾部形状(例如梯形),所以当将销和尾部接合时,两个导向器节段只能相对于彼此纵向移动。更具体地,不能在由孔道520限定的轴上拉开两个导向器节段。在使用中,这意味着如果由于某种原因,贯穿孔道520的所有紧固件断裂并且将抽油杆导向器连结到抽油杆上的粘合剂失效,则两个导向器节段仍不会与抽油杆分离并落入井套管中,而由此导潜在堵塞或刺穿。确切地说,两个导向器节段只能沿抽油杆滑动,直至遇到另一个抽油杆导向器或抽油杆接箍。
90.在另一些构想的实施方案中,抽油杆导向器可以由两个不同的抽油杆导向器节段
形成。一个抽油杆导向器节段在内表面的两侧处包括销,而第二互补抽油杆导向器节段在内表面的两侧处包括尾部。
91.图5是抽油杆导向器的俯视图(无论是形成为单件还是由多个导向器节段形成)。抽油杆导向器430的顶部截面通常是圆形的,具有沿纵轴完全贯穿导向器延伸的孔442。导向器的外表面462具有至少一个凹槽。在此,示出了四个凹槽471、472、473、474。导向器具有内径425和外径427。每个凹槽具有相对于导向器的直径测量的深度475。每个凹槽可具有期望的深度,并且可以存在任何数量的凹槽。在一些示例性实施方案中,凹槽深度475的比率至多为外径427和内径425之差的一半。在另一些示例性实施方案中,存在多个凹槽,并且凹槽通常围绕导向器的周边均匀地间隔开。
92.现参考图6的外部视图,导向器具有第一端434、第二端436和中间部分428。第一端434和第二端436向下渐窄,即,中间部分428的直径大于导向器每端的直径。同样,术语“渐窄”在这里仅指直径从中间部分向每端逐渐减小,并且不需要以任何给定的方式发生直径的改变。在图6中,芯的端部线性地(即,沿直线)渐窄。凹槽471和472也是可见的,并且从第一端线性地延伸到第二端,基本平行于纵轴460。
93.图7示出了本公开的另一方面。图7是抽油杆导向器430的侧视图。在此,凹槽不平行于纵轴460延伸。确切地说,凹槽471、472从第一端434螺旋地延伸到第二端436,或者换句话说,从周边的一侧延伸到周边的另一侧,类似于螺钉上的螺纹。凹槽的一整圈所覆盖的纵轴距离(也称为导程(lead))可以根据需要变化。
94.再次参考图10,理想地,抽油杆导向器127接触导管管道111,而不是抽油杆124接触导管管道111。这减少了抽油杆和导管管道上的磨损。抽油杆导向器外表面上的凹槽提供了用于流体流动的通道,减小了抽油杆导向器127的截面积,并且降低了由于抽油杆导向器的使用所引起的流体流动的阻抗。
95.根据本公开的一些方面,抽油杆导向器和抽油杆导向器节段由铜合金材料制成,或由添加到聚合树脂(即复合材料)的铜合金材料制成,或由模制到聚合树脂中的铜合金材料制成。
96.通常,铜合金在重新加热以影响微结构的失稳分解(spinodal decomposition)之前,已经被冷加工。冷加工是通过塑性变形机械地改变金属的形状或尺寸的工艺。这可以通过对金属或合金进行轧制、拉拔(drawing)、压制、旋转、挤出或镦制来完成。当金属塑性变形时,材料中会发生原子位错。特别地,位错发生在金属的晶粒之间或内部。位错彼此重叠,并且材料内部的位错密度增加。重叠位错的增加使得进一步的位错的移动更加困难。这提高了所得合金的硬度和拉伸强度,同时通常降低了合金的延展性和冲击性能。冷加工可以改善合金的表面光洁度。机械冷加工通常在低于合金的再结晶点的温度下进行,并且通常在室温下进行。
97.失稳老化(spinodal aging)/分解是这样的机制:通过该机制,多种组分可以分离成具有不同化学组成和物理性质的多种区域或微结构。特别地,位于相图的中心区域的具有主体组成(bulk composition)的晶体发生出溶。在本公开的合金表面处的失稳分解导致表面硬化。
98.失稳合金结构由初始相在一定温度下分离时产生的均质的两相混合物以及在高温下达到的被称为溶解度间隙(miscibility gap)的组合物构成。合金相自发分解成其他
相,在这些相中,晶体结构保持不变,但结构内的原子被修改但尺寸保持相似。失稳硬化提高了基底金属(base metal)的屈服强度,并具有高度均一的组成和微结构。
99.在大多数情况下,失稳合金在其相图中表现出被称为溶解度间隙的异常现象。在溶解度间隙的相对窄的温度范围内,在现有的晶格结构内发生原子排序(atomic ordering)。所得的两相结构在明显低于该间隙的温度下是稳定的。
100.本文所用的铜-镍-锡合金通常包含约5wt%至约20wt%的镍和约5wt%至约10wt%的锡,余量是铜。换句话说,铜-镍-锡合金包含约70wt%至约90wt%的铜。这种合金可被硬化,更易被形成为高屈服强度的产品,可用于多种工业和商业应用。这种高性能合金旨在提供与铜铍合金相似的性质。
101.更特别地,本公开的铜-镍-锡合金包含约9wt%至约15wt%的镍和约6wt%至约9wt%的锡,余量为铜(即约76wt%至约85wt%的铜)。在更具体的实施方案中,铜-镍-锡合金包含约14.5wt%至约15.5wt%的镍和约7.5wt%至约8.5wt%的锡,余量为铜(即约76wt%至约78wt%的铜)。
102.更优选地,铜-镍-锡合金包含约14wt%至约16wt%的镍,包含约15wt%的镍;和约7wt%至约9wt%的锡,包含约8wt%的锡;除杂质和微量添加物之外,余量为铜。在另一些优选的实施方案中,铜-镍-锡合金包含约8wt%至约10wt%的镍和约5wt%至约7wt%的锡,除杂质和微量添加物之外,余量为铜。
103.微量添加物包括硼、锆、铁和铌,其进一步促进了等轴晶体的形成,并且还减少了固溶热处理期间ni和sn在基体中扩散速率的差异。另一些微量添加物包括镁和锰,其可以用作脱氧剂和/或可以对成品状态合金的机械性质产生影响。也可以存在其他元素。杂质包括铍、钴、硅、铝、锌、铬、铅、镓或钛。为了本公开的目的,这些元素的少于0.01wt%的量应被认为是不可避免的杂质,即它们的存在不是有意的或期望的。每种前述元素在铜-镍-锡合金中以不超过约0.3wt%存在。通常,杂质和微量添加物最多总计占铜-镍-锡合金的1wt%。
104.三元铜-镍-锡失稳合金表现出有益的性质组合,诸如高强度、优异的摩擦学特性,以及在海水和酸性环境中的高耐腐蚀性。基底金属的屈服强度的提高可能是由于铜-镍-锡合金中的失稳分解所致。
105.用于制造本公开的导向器和导向器节段的合金可以具有至少75ksi(包括至少85ksi或至少90ksi或至少95ksi)的0.2%残余变形屈服强度。当相对于碳钢测量时,铜-镍-锡合金还可具有0.4或更小,或者0.3或更小,或者0.2或更小的滑动摩擦系数。
106.在更具体的实施方案中,铜基合金可从materion以商品名3或2商购获得。2标称为cu-9ni-6sn合金。
107.3标称为cu-15ni-8sn合金。根据其等级或特征(temper),3可以具有约95ksi至约150ksi的最低0.2%残余变形屈服强度;约105ksi至约160ksi的最低极限抗拉强度;约3%至约18%的最低伸长率;约22hrc至约36hrc的最低洛氏硬度c;小于0.3的摩擦系数;和高达30ft-lbs(包括约30ft-lbs)的平均夏式v型缺口(charpy v-notch,cvn)韧性。根据astm e8测量0.2%残余变形屈服强度和极限抗拉强度。根据astm e18测量洛氏c硬度。根据astm e23测量cvn韧性。3还抵抗co2腐蚀、氯化物scc、点蚀和缝隙腐蚀。根据nace mro172(h2s环境测试和钻井指南),3还抗侵蚀、he、ssc和一
般腐蚀(包括轻度含硫井(sour well))。
108.这些性质可以以不同的组合存在。例如,3以多个等级被提供,例如ts95、ts120u、ts130和ts160u等级。
109.ts95等级具有约95ksi的最低0.2%残余变形屈服强度;约105ksi的最低极限抗拉强度;约18%的最低伸长率;约93hrb的最低洛氏硬度b;以及约30ft-lbs的平均夏式v型缺口(cvn)韧性。
110.ts120u等级具有约110ksi的最低0.2%残余变形屈服强度;约120ksi的最低极限抗拉强度;约15%的最低伸长率;约22hrc的最低洛氏硬度c;以及约11ft-lbs的平均夏式v型缺口(cvn)韧性。
111.ts130等级具有约130ksi的最低0.2%残余变形屈服强度;约140ksi的最低极限抗拉强度;约10%的最低伸长率;以及约24hrc的最低洛氏硬度c。
112.ts160u等级具有约148ksi的最低0.2%残余变形屈服强度;约160ksi的最低极限抗拉强度;约3%的最低伸长率;以及约32hrc的最低洛氏硬度c。
113.图8和图9示出了本公开的另外的实施方案。尽管这两个图是抽油杆导向器节段的图,但其讨论也适用于抽油杆导向器本身。
114.在图8中,抽油杆导向器节段527包括节段主体532。节段主体由铜金属合金制成,例如前述的铜-镍-锡合金。节段主体532的外表面562包覆有覆盖层590,该覆盖层可以被认为是导向器节段的最外层。该覆盖层由非铜-镍-锡合金的材料制成。这种非铜合金材料的实例包括聚合树脂或有机复合材料。节段主体可以具有开口(未示出)以更好地将覆盖层附连到节段主体。此类开口的实例可以包括孔道或有效增加外表面面积的其他纹理(texture)。在该图中,内表面510没有包覆覆盖层590,然而内表面也可以被包覆。
115.在图9中,抽油杆导向器节段527也包括节段主体532。在该实施方案中,节段主体由不是铜-镍-锡合金的材料,即聚合树脂或有机复合材料制成。一个或多个铜合金插件位于节段主体内,靠近外表面562,特别是高度磨损的位置。在此,示出了三个铜合金插件592、594、596。铜合金插件592位于节段主体的凸起部(lobe)550内。凸起部是节段主体的中心周向部分,其将与井套管接触。铜合金插件594靠近第一侧507,而铜合金插件596靠近第二侧509。铜合金插件由铜合金制成,例如前述的铜-镍-锡合金。
116.在这些实施方案中,可以在组装期间将铜合金插件放置在模具中,然后在将不是铜-镍-锡合金的材料(即,聚合树脂或有机复合材料)注入到模制腔(molding cavity)中并固化/硬化时,将铜合金插件放置到合适位置。得到的抽油杆导向器和抽油杆导向器节段设计为在最初使用时磨损。最终,主体内的铜合金表面将暴露出来。然后,该耐磨且润滑的表面将减缓进一步的系统磨损。
117.聚合树脂可以是例如聚烯烃,诸如聚乙烯或聚丙烯;聚碳酸酯;聚氯乙烯(polyvinyl chloride,pvc);聚苯乙烯;聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,ptfe);聚氯丁二烯;聚芳酰胺(poly aramid);聚酰胺或适用于油井生产环境的其他聚合物。
118.图13和图14示出了本公开的另外的实施方案。先前的图示出了抽油杆导向器节段,其中两个抽油杆导向器节段连结在一起形成抽油杆导向器,并且抽油杆导向器通过机械紧固件或粘合剂附连至抽油杆。在图13和图14的实施方案中,抽油杆导向器被形成为围绕抽油杆的单个一体件。这例如通过围绕抽油杆注射成型(injection molding)抽油杆导
向器来实现。尽管这两个图是抽油杆导向器的图,但其讨论也适用于抽油杆导向器节段。
119.图13是根据本公开的抽油杆导向器组件600的平面图,类似于图1的抽油杆导向器组件。抽油杆导向器组件包括抽油杆610和围绕抽油杆形成的抽油杆导向器620。抽油杆导向器的主体630具有外表面632。在该外表面上示出了四个凹槽640,凹槽在抽油杆主体的两端之间纵向地延伸。
120.在此,通过将抽油杆导向器直接模制到抽油杆上来形成抽油杆导向器。这可以通过将抽油杆放入限定抽油杆导向器形状的模具中来完成。抽油杆相对于模具固定到合适位置。然后使用材料的共混物形成抽油杆导向器。将共混物以液态注入模具中。注射后,使模具围绕抽油杆的纵轴旋转。旋转的速度范围可以为500转每分钟(rpm)至10,000rpm。为了清楚起见,应当注意,抽油杆与模具一起旋转,使得当树脂固化时,共混物硬化到抽油杆上。
121.所述共混物也可以被认为是复合材料,并且包含(a)铜合金粉末和(b)非铜合金材料。非铜合金材料的实例包括(1)如上所述的聚合树脂,和(2)与用于制造粉末的铜合金不同的第二金属或金属合金。第二金属或金属合金应具有比铜合金粉末低的密度和低的熔化温度,因此铜合金粉末可以形成抽油杆导向器的外表面。合适的金属或金属合金可包括铝或锌,或者可能是黄铜或青铜合金。
122.由于铜合金粉末比非铜合金材料更致密,旋转导致铜合金粉末优先远离抽油杆并朝抽油杆导向器自身的外表面移动。因此,铜合金粉末在非铜合金材料中可以存在浓度梯度,在内径(邻近抽油杆)处粉末浓度最低,而抽油杆导向器外表面上粉末浓度最高。内径和外表面之间的梯度可以根据需要变化,这取决于转速和旋转时间以及其他因素。
123.特别地,可以在抽油杆导向器的外表面上形成薄层634,该薄层634包含大量的铜合金粉末。该层或“表皮”的密度可以为每立方英寸至少0.18lbs,并且可以高达0.2lbs/in3。相比而言,聚合树脂通常具有约0.03lbs/in3至约0.08lbs/in3的密度,而铜合金粉末的密度通常大一个数量级。例如,以如前所述的商标3出售的cu-15ni-8sn合金的密度为0.325lb/in3。
124.(a)铜合金粉末和(b)非铜合金材料的共混物可包含约20wt%至约70wt%的铜合金粉末和约30wt%至约80wt%的非铜合金材料。尤其可以想到,在一些实施方案中,非铜合金材料是聚合树脂。
125.如果需要,可以将添加剂添加到共混物中,然而应该对添加剂进行选择,使其不会明显不利地影响抽油杆导向器的所需性能。这样的添加剂可以包括例如抗冲改性剂(impact modifier)、紫外线稳定剂、热稳定剂、润滑剂或抗氧化剂。添加剂的添加量通常总计不超过共混物的5wt%。
126.可以通过机械工艺、化学工艺和电化学工艺或这些工艺类型中的至少两种的任意组合来形成铜合金粉末。机械工艺的非限制性实例包括铣削(milling)、粉碎(crushing)和雾化(atomization)。雾化是指熔体的机械破碎。在一些实施方案中,用高压水或气体进行雾化。雾化可以是离心雾化、真空雾化或超声雾化。化学工艺的非限制性实例包括从溶液中析出(precipitation)。析出方法可包括从浸出溶液中析出合金(例如,通过渗碳(cementation)、电解或化学还原)。合金/复合材料粉末可以通过不同金属的共析出和/或连续析出来产生。电化学工艺的非限制性实例可包括将金属沉积在阴极上(例如,作为粉末状沉积物或作为光滑、致密和脆性的沉积物),然后研磨。可以控制电解池条件来获得所需
的颗粒形状和尺寸。
127.铜合金粉末的粒径可为直径约2微米至直径约500微米。在特定的实施方案中,粉末材料的直径可以为约2微米至约90微米,其中至少50vol%的颗粒的直径小于80微米。在一些更具体的实施方案中,粉末的直径可以为约2微米至约90微米,其中至少85vol%的颗粒的直径小于80微米。在另一些期望的实施方案中,颗粒的直径为约5微米至约100微米。可替代地,粉末颗粒可以通过220目筛。
128.图14是又一抽油杆导向器组件的平面图。抽油杆导向器组件602包括抽油杆610和围绕抽油杆形成的抽油杆导向器620。抽油杆导向器的主体630具有外表面632。在该图示中,在外表面上示出了四个凹槽640,凹槽640在抽油杆主体的两端之间纵向地延伸。
129.在该实施方案中,铜合金插件650(虚线)位于抽油杆导向器的主体内。在此,四个铜合金插件位于待与井套管接触的外表面部分。也可以考虑其他构造。铜合金插件可以具有任何所需的厚度,并且在一些实施方案中,构想了具有0.1英寸至约0.5英寸的厚度。
130.可以构想,还通过将抽油杆导向器直接模制到抽油杆上形成抽油杆导向器,如上文关于图13所述的。模具可以成形为接收铜合金插件,并将铜合金插件置于抽油杆导向器的外表面上。非铜合金材料将粘合到铜合金插件和抽油杆二者之上。如上所述,非铜合金材料还可包括添加剂。模具的旋转对于该实施方案可能不是必需的,但是如果需要的话也可以执行。
131.本公开的抽油杆导向器和抽油杆导向器节段可以使用本领域已知的铸造和/或模制技术制成。
132.本公开的铜-镍-锡合金具有非常低的摩擦。与碳钢接触的镍合金典型地具有0.7的滑动摩擦系数。与碳钢接触的碳钢典型地具有0.6的滑动摩擦系数。相比之下,与碳钢接触的3典型地具有小于0.2的滑动摩擦系数。参见图15。当抵靠泵系统的不同部件摩擦时,这将显著减少磨损。还可以显著降低泵送系统中的总体摩擦损失。
133.在抽油杆导向器中使用铜-镍-锡合金将导致更少的动力消耗以及增强的泵容量。该合金具有低摩擦系数、高韧性(cvn)、高抗拉强度、高耐腐蚀性和高耐磨性的组合。独特的性质组合使抽油杆导向器满足所需的基本机械和抗腐蚀特性,同时可靠地保护系统部件免于擦伤损坏,从而大大延长了系统的使用寿命,并降低了意外故障的风险。一个结果是维护停机之间的井寿命更长。
134.已经参考示例性实施方案描述了本公开。他人在阅读和理解前文详细说明的基础上可以想到修改和改变。示例性实施方案旨在解释为包括所有这样的修改和改变,只要所述修改和改变落入所附权利要求或其等同物的范围内即可。
135.本技术在一些实施方案中提供以下项目中的技术方案:
136.项目1.一种抽油杆导向器,包含铜-镍-锡合金。
137.项目2.根据项目1所述的抽油杆导向器,当相对于碳钢测量时,所述抽油杆导向器具有小于0.4的滑动摩擦系数。
138.项目3.根据项目1所述的抽油杆导向器,其中,所述铜-镍-锡合金存在于所述抽油杆导向器的外表面上。
139.项目4.根据项目1所述的抽油杆导向器,其中,所述铜-镍-锡合金为一个或多个铜-镍-锡合金插件的形式。
140.项目5.根据项目4所述的抽油杆导向器,其中,所述一个或多个铜-镍-锡合金插件构成所述抽油杆导向器的外表面的至少一部分。
141.项目6.根据项目1所述的抽油杆导向器,其中,所述铜-镍-锡合金包含约5wt%至约20wt%的镍和约5wt%至约10wt%的锡,并且其中所述合金具有至少75ksi的0.2%残余变形屈服强度。
142.项目7.根据项目1所述的抽油杆导向器,还包括:
143.纵向主体,所述纵向主体具有第一端、第二端、主体外径和外表面;以及
144.光滑内孔,所述光滑内孔在所述纵向主体中从所述第一端延伸到所述第二端,并且适于接合抽油杆。
145.项目8.根据项目7所述的抽油杆导向器,其中,所述纵向主体包含非铜合金材料。
146.项目9.根据项目8所述的抽油杆导向器,其中,所述非铜合金材料是聚合树脂。
147.项目10.根据项目7所述的抽油杆导向器,其中,(a)至少一个凹槽从所述第一端延伸到所述第二端;并且(b)(1)其中所述至少一个凹槽平行于从所述第一端向所述第二端延伸的纵轴,或(2)其中所述至少一个凹槽从所述第一端螺旋形地延伸到所述第二端。
148.项目11.一种抽油杆导向器组件,包括:
149.抽油杆;和
150.附连到所述抽油杆的抽油杆导向器,其中,所述抽油杆导向器包含铜-镍-锡合金,并且其中当相对于碳钢测量时,所述抽油杆导向器具有小于0.4的滑动摩擦系数。
151.项目12.根据项目11所述的抽油杆导向器组件,其中,所述抽油杆导向器被模制到所述抽油杆上。
152.项目13.根据项目11所述的抽油杆导向器组件,其中,所述铜-镍-锡合金形成在所述抽油杆导向器的外表面的至少一部分上。
153.项目14.根据项目11所述的抽油杆导向器组件,其中,所述铜-镍-锡合金包括一个或多个铜-镍-锡合金插件,所述铜-镍-锡合金插件形成所述抽油杆导向器的外表面的至少一部分。
154.项目15.根据项目11所述的抽油杆导向器组件,其中,所述铜-镍-锡合金包含约5wt%至约20wt%的镍和约5wt%至约10wt%的锡,并且其中所述合金具有至少75ksi的0.2%残余变形屈服强度。
155.项目16.根据项目11所述的抽油杆导向器组件,其中,用粘合剂将所述抽油杆导向器附连到所述抽油杆。
156.项目17.一种抽油杆导向器节段,包括:
157.节段主体,所述节段主体具有第一端和第二端;
158.半圆柱形中央通道,所述半圆柱形中央通道具有半径并纵向延伸贯穿所述节段主体;
159.第一滑动接头和第二滑动接头,所述第一滑动接头和所述第二滑动接头位于所述节段主体的内表面的相对侧上,并且适于允许所述抽油杆导向器节段相对于另一个相关联的抽油杆导向器节段仅纵向移动;以及
160.至少一个孔道,所述孔道延伸贯穿所述节段主体的第一侧,并适于允许相关联的紧固件将所述抽油杆导向器节段固定到所述相关联的抽油杆导向器节段;
161.其中,当相对于碳钢测量时,所述抽油杆导向器节段的外表面具有小于0.4的滑动摩擦系数。
162.项目18.根据项目17所述的抽油杆导向器节段,其中,所述节段主体由铜-镍-锡合金制成,所述铜-镍-锡合金包含约5wt%至约20wt%的镍和约5wt%至约10wt%的锡,其中所述合金具有至少75ksi的0.2%残余变形屈服强度。
163.项目19.根据项目17所述的抽油杆导向器节段,其中,所述节段主体的外表面包覆有非铜合金材料;或
164.其中,所述节段主体由非铜合金材料制成,并且在所述节段主体中靠近外表面处存在铜合金插件。
165.项目20.根据项目17所述的抽油杆导向器节段,其中,所述第一滑动接头是销,并且所述第二滑动接头是尾部。
166.项目21.根据项目20所述的抽油杆导向器节段,其中,所述销和所述尾部各自具有倾斜的侧壁。
167.项目22.根据项目17所述的抽油杆导向器节段,其中,所述第一滑动接头和所述第二滑动接头都是销,或者都是尾部。
168.项目23.根据项目17所述的抽油杆导向器节段,其中,所述至少一个孔道是彼此间隔开并且在所述节段主体的所述第一端和所述第二端之间延伸的多个孔道。
169.项目24.根据项目17所述的抽油杆导向器节段,其中:
170.(i)所述抽油杆导向器节段还包括在所述节段主体的外表面中的至少一个纵向凹槽,其中(a)随着所述至少一个纵向凹槽从所述节段主体的所述第一端延伸到所述第二端,所述凹槽从所述节段主体的所述第一侧螺旋延伸到所述节段主体的第二侧;或(b)其中所述至少一个纵向凹槽从所述节段主体的所述第一端纵向地延伸到所述第二端;或者
171.(ii)其中在所述节段主体的相对侧上,所述抽油杆导向器节段还包括在所述节段主体的外表面中的一对纵向凹槽,每个凹槽从所述节段主体的所述第一端纵向地延伸到所述第二端。
172.项目25.根据项目17所述的抽油杆导向器节段,其中,所述节段主体还包括中间部分,其中所述第一端和所述第二端朝向所述中间部分渐窄,使得所述中间部分的外径大于所述第一端和所述第二端的直径。
173.项目26.一种泵系统,包括:
174.井下泵;
175.用于为所述井下泵提供动力的动力源;和
176.位于所述井下泵和所述动力源之间的至少一个抽油杆;以及
177.围绕所述至少一个抽油杆的至少一个抽油杆导向器,其中,所述抽油杆导向器包括:
178.外表面,其中所述外表面的至少一部分包含铜-镍-锡合金;和
179.光滑内孔,所述光滑内孔适于接合所述抽油杆;
180.其中,所述抽油杆穿过所述光滑内孔,并且其中当相对于碳钢测量时,所述抽油杆导向器具有小于0.4的滑动摩擦系数。
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