抽油桿的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及采油設備領域，特別涉及一種抽油桿。
【背景技術】
[0002] 目前，隨著采出石油總量的不斷增加，油層壓力日益降低；注水開發(fā)的油田，油井 產水百分比逐漸增大，使流體的比重增加，這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高 產量，需采取人工舉升法采油（又稱機械采油），人為地向油井井底增補能量，以將油藏中 的石油舉升至井口采出。在人工舉升法采油過程中，需要使用三抽設備，包括位于地面的抽 油機、位于井下的抽油栗，以及連接所述抽油機和抽油栗的抽油桿。
[0003] 所述抽油桿作為地面抽油機和井下抽油栗的連接設備，在三抽設備中極為重要。
[0004] 目前生產時，抽油桿的主要失效形式是腐蝕疲勞失效。所述腐蝕疲勞失效主要是 在拉應力及腐蝕介質的共同作用下產生的。由于油井中的礦化物、氧、硫化氫、二氧化碳、霉 菌等腐蝕劑的存在，會加劇抽油桿的腐蝕，在長期的經受拉-拉交變應力，以及環(huán)境腐蝕的 協(xié)同作用，抽油桿極易發(fā)生腐蝕疲勞。
[0005] 目前，多數防腐裝置采用一種犧牲陽極防腐結構，常溫下犧牲陽極作為防腐結構 較成熟。常用的三類犧牲陽極分別是鎂、鋅和鋁基合金。但這種犧牲陽極防腐結構在含有 硫化氫、二氧化碳等酸性氣體濃度較高的油井內使用時，腐蝕情況也很嚴重，因此并不適用 于油田井下工況條件。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的是提供一種抽油桿，所述抽油桿在油田井下工況條件下使用 時，不易被快速腐蝕，使用壽命長。
[0007] 本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現：
[0008] -種抽油桿，其包括：上接頭、本體、下接頭；所述上接頭外表面設置有第一配合 部；所述第一配合部通過連接件能和光桿連接；所述本體為縱向延伸的柱體，其具有相對 的第一端和第二端，所述第一端與所述上接頭固定，所述第二端與所述下接頭固定；在所述 本體外表面設置有鎂鋯合金鍍膜層；所述下接頭外表面設置有第二配合部，所述第二配合 部通過連接件能和抽油栗連接。
[0009] 在優(yōu)選的實施方式中，所述鎂鋯合金鍍膜層的厚度為2毫米至3毫米。
[0010] 在優(yōu)選的實施方式中，所述鎂鋯合金中，鋯的質量分數為0.4%至1.2%。
[0011] 在優(yōu)選的實施方式中，所述鋯的質量分數為1. 2%。
[0012] 本實用新型的特點和優(yōu)點是：本實用新型所述抽油桿其本體外表面設置有鎂鋯合 金鍍膜層。所述抽油桿通過了耐腐蝕試驗和疲勞拉應力測試，一方面具有較好的防腐效果， 不易在油田井下工況條件下被快速腐蝕，使用壽命長；另一方面其力學性能達到D級桿水 平，能夠滿足油田井下工況條件下的使用需求，使用時不易發(fā)生疲勞斷裂，可靠性高。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型實施例中一種抽油桿的結構示意圖；
[0014] 圖2是本實用新型實施例中一種抽油桿的制作方法步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面將結合附圖和具體實施例，對本實用新型的技術方案作詳細說明，應理解這 些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之 后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落入本申請所附權利要求所限 定的范圍內。
[0016] 本實用新型提供一種抽油桿，所述抽油桿在油田井下工況條件下使用時，不易被 快速腐蝕，使用壽命長。
[0017] 請參閱圖1，其為本實用新型實施例中一種抽油桿的結構示意圖。所述抽油桿包 括：上接頭1、本體2、下接頭3。
[0018] 所述上接頭1外表面設置有第一配合部；所述第一配合部通過連接件能和光桿連 接。所述本體2為縱向延伸的柱體，其具有相對的第一端和第二端，所述第一端與所述上接 頭1固定，所述第二端與所述下接頭3固定；在所述本體2外表面設置有鎂鋯合金鍍膜層 20。所述下接頭3外表面設置有第二配合部，所述第二配合部通過連接件能和抽油栗連接。
[0019] 在本實施方式中，所述第一配合部具體可為外螺紋。所述連接件具體的可為接箍。 當所述第一配合部為外螺紋時，所述接箍可設置有與所述外螺紋相匹配的內螺紋，以與所 述上接頭1固定連接。
[0020] 在本實施方式中，所述第二配合部具體可為外螺紋。所述連接件具體的可為接箍。 當所述第二配合部為外螺紋時，所述接箍可設置有與所述外螺紋相匹配的內螺紋，以與所 述下接頭3固定連接。
[0021] 在本實施方式中，所述本體2外表面可通過噴鍍的方式設置所述鎂鋯合金鍍膜層 20。具體的，所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度為2毫米至3毫米。
[0022] 所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度不可過薄。假如所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度過 薄，當小于2毫米，在含有硫化氫、二氧化碳等酸性氣體濃度較高的油井內使用時，可能并 不能達到一個理想的防腐效果。此外，在噴鍍過程中，可能本體2外表面的鎂鋯合金鍍膜層 20噴鍍時并不能均勻噴鍍，有的地方厚度較薄，有地地方厚度相對較厚。此時在厚度較薄的 位置，極有可能發(fā)生腐蝕，從而使得整個抽油桿失效。
[0023] 所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度不可過厚。假如所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度過 厚，當大于3毫米時，由于所述抽油桿本身的規(guī)格是固定的，即抽油桿外徑是一定的，假如 所述鎂鋯合金鍍膜層20的厚度過大，則相對來說所述抽油桿非鍍膜層部分的外徑會被縮 小，此時，勢必會影響整個抽油桿的強度。
[0024] 本實施方式中，所述本體2的合金組合物的化學組分表如表1所示。
[0025] 表 1
[0026]
[0027] 通過大量的力學性能試驗驗證：本實施方式中，所述抽油桿本體2的化學組分能 夠達到D級桿的化學組分，其抗拉強度在793兆帕至965兆帕。
[0028] 在本實施方式中，所述鎂鋯合金中，鋯的質量分數為0.4%至1.2%。
[0029] 通過對含有質量分數0.4%~1.2%的鎂鋯合金顯微組織研究，結合力學性能測 試結果表明：鋯元素能夠起到明顯的晶粒細化作用。當所述抽油桿表面噴鍍所述鎂鋯合 金鍍膜層20后，由于鋯元素能夠起到明顯的晶粒細化作用，鎂鋯合金相當于在所述抽油桿 本體2的外表面形成了一層致密層，其能夠有效防止鎂鋯合金中的鎂元素被硫化氫、二氧 化碳等酸性氣體快速腐蝕，進而能夠有效能夠防止抽油桿在油田井下工況條件下被快速腐 蝕。
[0030] 在優(yōu)選的實施方式中，所述鋯的質量分數為1. 2%。研究表明，隨著合金中鋯含量 的增加，抗拉強度及延伸率都有提高，其中延伸率提高更顯著。其主要原因是鋯的晶粒細化 起了主要作用。而由于鎂鋯合金中沒有明顯數量的硬質相出現，因此鎂鋯合金的顯微硬度 基本不變。
[0031] 對上述抽油桿分別進行耐腐蝕試驗和疲勞拉應力測試，效果如下：
[0032] 所述抽油桿經中性鹽霧、5 %硫酸耐酸、5 %氫氧化鈉耐堿、5 %硫化鈉耐硫等多次 耐蝕性實驗，300小時后觀察實驗結果，抽油桿無明顯變化。可見，本實用新型所述抽油桿具 有較好的防腐效果，不易在油田井下工況條件下被快速腐蝕，使用壽命長。
[0033] 此外，對所述抽油桿進行疲勞試驗，試驗機為PLG-300千牛高頻疲勞試驗機，加載 載荷406兆帕，應力比R= 0.1，加載頻率為100赫茲。100次后無斷裂情況發(fā)生?？梢姡?實用新型所述抽油桿能夠達到D級桿水平，具有足夠的力學強度，完全能夠滿足油田井下 工況條件下的使用需求，使用時不易發(fā)生疲勞斷裂，可靠性高。
[0034] 請參閱圖2,其為本實用新型實施例中一種抽油桿的制作方法步驟流程圖。所述抽 油桿制作方法可以包括如下步驟。
[0035] 步驟S10 :冶煉、連鑄、乳制工序，以獲得預定規(guī)格的抽油桿。