專利名稱：一種抽油桿冷拔復(fù)新制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種抽油桿的制造工藝，更具體地說(shuō)是一種廢舊抽油桿的冷 拔復(fù)新制造工藝。
技術(shù)背景抽油桿是油田采油過(guò)程中必不可少的工具之一，每年僅國(guó)內(nèi)用量約在6000 萬(wàn)米左右。在采油工作中，抽油桿在交變負(fù)荷作用下，承受到上百萬(wàn)次的拉力 影響，并受到井下介質(zhì)的腐蝕，以及與油管之間的摩擦、與凡爾坐之間的碰撞， 導(dǎo)致抽油桿出現(xiàn)了彎曲、伸長(zhǎng)、腐蝕、偏磨等癥狀，經(jīng)磁粉探傷儀探傷，每年 大約有30 — 40%的抽油桿失去了服役能力而被淘汰。2004年第24期《中國(guó)西 部科技》刊載"冷拔修復(fù)抽油桿的工藝技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益分析"一文，公開(kāi)了冷 拔修復(fù)抽油桿的工藝技術(shù)，但是，該文只是公開(kāi)了工藝流程，沒(méi)有涉及各個(gè)工 藝的具體參數(shù)指標(biāo)。為了使報(bào)廢的抽油桿得到萆新利用，降低生產(chǎn)成本，2002 年11月份到2004年6月份，我公司技術(shù)人員同油田專業(yè)技術(shù)人員通過(guò)認(rèn)真研 究，不斷對(duì)制造工藝進(jìn)行調(diào)整和完善，終于通過(guò)冷拔復(fù)新技術(shù)生產(chǎn)出符合行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)的抽油桿，并被廣泛應(yīng)用到東營(yíng)勝利油田和河南濮陽(yáng)中原油田采油作業(yè)中， 在生產(chǎn)過(guò)程中保持了 40萬(wàn)米無(wú)斷桿問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種抽油桿冷拔復(fù)新制造工藝，可避免大部分廢舊抽 油桿被淘汰，從而達(dá)到重新利用、變廢為寶、降低成本、提高材料利用率的目 的。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是-一種抽油桿冷拔復(fù)新的加工制造工藝，依次按照清洗分選、切頭、第一步 結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，密度增大，且在表面形成一層硬化層，硬化層的形成直接延長(zhǎng)了抽油桿的使用壽命。


了本工藝方案的主要加工制造過(guò)程的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明是一種抽油桿冷拔復(fù)新制造工藝，附圖是冷拔抽油桿的工藝流程。 圖中(l)是對(duì)廢舊抽油桿進(jìn)行清洗油垢，查看桿體是否能夠進(jìn)行冷拔，并篩選出麻坑直徑為0 —1.5mm的抽油桿，進(jìn)入以后的工序；(2)是廢舊抽油桿一頭用切 割機(jī)切斷，另一頭是機(jī)械直接剪斷；(3)是對(duì)桿體進(jìn)行第一步熱處理，用頻率范 圍200O"2500Hz的感應(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行加熱，使整個(gè)桿體退火，以降低原廢舊抽 油桿的硬度，并使桿體內(nèi)應(yīng)力得以釋放和消除；(4)是將桿體砸細(xì)，025拔022 的應(yīng)為021.5-^20; ^22拔^19的應(yīng)為多18.5—^17的范圍內(nèi)進(jìn)行軋尖；(5)是 桿體表面酸洗，桿體表面因有大量的氧化物，通過(guò)濃度為35—5%的鹽酸進(jìn)行20 一120分鐘的酸化處理；(6)是桿體皂化，桿體酸化后干燥放入濃度為4.5—10%， 溫度為60"8(TC的皂化池中皂化20~60分鐘；(7)是桿體皂化涼干后利用冷拔機(jī) 對(duì)桿體進(jìn)行一次冷拔，025~^23.40; 022-^20.50; (8)是將一次冷拔后的桿體 在皂化池內(nèi)進(jìn)行二次皂化，皂化時(shí)間約20~50分鐘；(9)是把二次皂化好的桿體 進(jìn)行二次冷拔，將桿體冷拔為標(biāo)準(zhǔn)桿體；柳是在常溫下，對(duì)冷拔后桿體出現(xiàn)小幅彎曲的抽油桿，通過(guò)校直機(jī)進(jìn)行校直；cn)是化驗(yàn)桿體的化學(xué)成分，將其按不同成分歸類；微根據(jù)各類桿的實(shí)際尺寸，將桿體截為019mm的截為7.45m、 7.87m和8.45m; ^22mm的截為8.45m、 8.95m和9.59m等幾個(gè)常用規(guī)格；d3)是 把桿頭按標(biāo)準(zhǔn)鍛打成毛坯；(14)是將鍛打成毛坯的抽油桿進(jìn)行熱處理，即第二步 熱處理，桿體處于自然放置狀態(tài)，桿體溫度控制在800"1100t:并進(jìn)行噴水淬火，
熱處理、表面酸洗、桿體皂化、冷拔、化驗(yàn)定尺切頭、平鍛、第二步熱處理、 拋丸、桿頭加工、桿頭檢驗(yàn)、噴漆打包、入庫(kù)工藝流程加工，所述第一步熱處理時(shí)，將舊抽油桿經(jīng)過(guò)2000—2500Hz的感應(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行加熱，桿體的表面層 溫度加熱至650"80(TC時(shí)，自然冷卻；所述抽油桿進(jìn)行桿體表面酸洗時(shí)，鹽酸 的濃度為35—5%，酸洗的時(shí)間為20~120分鐘；所述抽油桿進(jìn)行桿體皂化時(shí)， 皂化液濃度為4.5—10%，皂化溫度為60~80°C,皂化時(shí)間為20~60分鐘；所 述抽油桿進(jìn)行桿體皂化涼干后，利用冷拔機(jī)對(duì)桿體進(jìn)行一次冷拔；所述抽油桿 桿體一次冷拔后，進(jìn)行二次皂化，皂化時(shí)間為20~50分鐘；所述抽油桿桿體二 次皂化后，桿體進(jìn)行二次冷拔；所述第二步熱處理時(shí)，桿體處于自然放置狀態(tài) 進(jìn)行加熱，桿體溫度控制在800"110(TC并進(jìn)行噴水淬火，隨后當(dāng)桿體溫度達(dá)到 50"80'C時(shí)進(jìn)行整體回火，回火溫度控制在560—66(TC，然后對(duì)桿頭再單獨(dú)進(jìn) 行一次回火處理，回火溫度控制在580""680"C 。對(duì)抽油桿噴水淬火時(shí)，水溫4(TC以下，水流量為20~25m3/h。抽油桿噴水 淬火后，對(duì)桿身采用10~30轉(zhuǎn)/分較高相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、大功率、較小容量加熱方 式進(jìn)行整體回火，對(duì)桿頭采用低功率、大容量、靜止加熱狀態(tài)方式進(jìn)行回火處 理。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施，對(duì)失去服役能力的廢 舊抽油桿進(jìn)行冷拔處理，使其達(dá)到原有的使用標(biāo)準(zhǔn)，能使報(bào)廢材料被重新利用， 解決了抽油桿由于產(chǎn)生偏磨、麻坑而被報(bào)廢的問(wèn)題。而且，經(jīng)過(guò)第一次冷拔后， 廢舊抽油桿桿體上的麻坑和偏磨缺陷基本被消除，二次冷拔后桿體被二次擠壓， 并使抽油桿金屬組織密度增加、強(qiáng)度增加。該工藝不同于其它工藝之處就是將 退火處理光桿后，對(duì)光桿進(jìn)行冷拔，以達(dá)到廢舊抽油桿被復(fù)新的目的。金屬冷拔加工是機(jī)械加工中的一種精密加工工藝，在這個(gè)過(guò)程中，金屬實(shí) 際上是被特殊的模具擠壓鍛造而成。經(jīng)過(guò)金屬擠壓成型后，其棒材的物理組織
隨后當(dāng)桿體溫度達(dá)到50"8(TC時(shí)進(jìn)行整體回火，回火溫度控制在56"60°C ， 然后對(duì)桿頭再單獨(dú)進(jìn)行600"680。C的回火處理，桿頭處理后，整個(gè)桿體保持溫 度200"35(TC的狀態(tài)下進(jìn)行拉力校直和抗拉實(shí)驗(yàn)，多19拉力控制在6.0~7.5MPa 之間，022拉力控制在7.0—9.0MPa之間，桿體自然冷卻后在校直機(jī)上進(jìn)行校直， 合格后進(jìn)入下一道工序；(15)是對(duì)抽油桿桿體進(jìn)行整體拋丸處理，主要是鋼丸沖 擊金屬表面，提高桿體塑性變形和斷裂的抵抗能力，并使表層產(chǎn)生壓應(yīng)力，提 高其疲勞強(qiáng)度，從而使桿體的集中應(yīng)力得到進(jìn)一步的降低；鵬是按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)桿頭進(jìn)行加工，并按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；CI7)是對(duì)加工桿頭的抽油桿頭進(jìn)行漏 磁探傷，防止在鍛打和加工過(guò)程中出現(xiàn)缺陷，以保證抽油桿的質(zhì)量；卿是將成 品抽油桿進(jìn)行噴漆處理，根據(jù)不同的規(guī)格打包；鵬是將打包好的抽油桿進(jìn)行入 庫(kù)。本工藝在第一步熱處理(3)時(shí)，桿體是在自然狀態(tài)下加熱，使桿體內(nèi)應(yīng)力得 以釋放，桿體的硬度得到降低，保證桿體回歸自然，硬度均勻，便于冷拔；第 二步熱處理(l必是冷拔工藝的關(guān)鍵所在，通過(guò)進(jìn)行桿體的淬火、回火及桿頭的單 獨(dú)處理，能夠保證整個(gè)桿的質(zhì)量，并且在250""40(TC溫度之間進(jìn)行熱拉力實(shí)驗(yàn)， 保證抽油桿能夠承受足夠大的拉力，以達(dá)到抽油桿的保險(xiǎn)系數(shù)。利用本發(fā)明工 藝對(duì)報(bào)廢抽油桿進(jìn)行加工制造后，可使其達(dá)到并超過(guò)原有的抽油桿水平。
權(quán)利要求
1、一種抽油桿冷拔復(fù)新制造工藝，依次按照清洗分選、切頭、第一步熱處理(3)、表面酸洗(5)、桿體皂化(6)、冷拔、化驗(yàn)定尺切頭、平鍛、第二步熱處理(14)、拋丸、桿頭加工、桿頭檢驗(yàn)、噴漆打包、入庫(kù)工藝流程加工，其特征在于所述第一步熱處理(3)時(shí)，將舊抽油桿經(jīng)過(guò)2000-2500Hz的感應(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行加熱，桿體的表面層溫度加熱至650-800℃時(shí)，自然冷卻；所述抽油桿進(jìn)行桿體表面酸洗(5)時(shí)，鹽酸的濃度為35-5％，酸洗的時(shí)間為20-120分鐘；所述抽油桿進(jìn)行桿體皂化(6)時(shí)，皂化液濃度為4.5-10％，皂化溫度為60-80℃，皂化時(shí)間為20-60分鐘；所述抽油桿進(jìn)行桿體皂化(6)涼干后，利用冷拔機(jī)對(duì)桿體進(jìn)行一次冷拔(7)；所述抽油桿桿體一次冷拔(7)后，進(jìn)行二次皂化(8)，皂化時(shí)間為20-50分鐘；所述抽油桿桿體二次皂化(8)后，桿體進(jìn)行二次冷拔(9)；所述第二步熱處理(14)時(shí)，桿體處于自然放置狀態(tài)進(jìn)行加熱，桿體溫度控制在800-1100℃并進(jìn)行噴水淬火，隨后當(dāng)桿體溫度達(dá)到50-80℃時(shí)進(jìn)行整體回火，回火溫度控制在560-660℃，然后對(duì)桿頭再單獨(dú)進(jìn)行一次回火處理，回火溫度控制在580-680℃。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油桿冷拔復(fù)新制造工藝，其特征在于對(duì)抽油 桿噴水淬火時(shí)，水溫4(TC以下，水流量為20~-25m3/h。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油桿冷拔復(fù)新制造工藝，其特征在于抽油桿 噴水淬火后，對(duì)桿身采用10~30轉(zhuǎn)/分較高相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、大功率、較小容量加 熱方式進(jìn)行整體回火，對(duì)桿頭采用低功率、大容量、靜止加熱狀態(tài)進(jìn)行回火處 理。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種抽油桿的制造工藝，更具體地說(shuō)是一種廢舊抽油桿的冷拔復(fù)新制造工藝，依次按照清洗分選、切頭、第一步熱處理、表面酸洗、桿體皂化、冷拔、化驗(yàn)定尺切頭、平鍛、第二步熱處理、拋丸、桿頭加工、桿頭檢驗(yàn)、噴漆打包、入庫(kù)工藝流程加工，尤其是包括第一步熱處理、表面酸洗、桿體皂化、一次冷拔、二次皂化、二次冷拔、第二步熱處理等工藝流程。通過(guò)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施，對(duì)失去服役能力的廢舊抽油桿進(jìn)行冷拔處理后，使其達(dá)到原有的使用標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到重新利用、變廢為寶、降低成本、提高材料利用率的目的。
文檔編號(hào)E21B17/00GK101165306SQ200710113769
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者呂少華 申請(qǐng)人:呂少華;黃士強(qiáng)