包覆型防腐抽油杆原理与应用

腐蚀疲劳破坏是腐蚀较严重井抽油杆主要损坏形式,造成抽油机井的检泵周期大大缩短。为了避免抽油杆腐蚀,研制出包覆型抽油杆。在抽油杆的杆体部位包覆超高分子量聚乙烯,在杆头部位采用热熔覆粉末喷涂工艺加工一层镍基合金,实现了耐腐蚀材料对抽油杆的全面包覆。经实际应用,验证了包覆型抽油杆抗腐蚀性能,成为解决抽油杆腐蚀问题的技术之一。     

抽油杆光弹性应力分析

抽油杆主要失效形式是疲劳断裂,因此,必须对抽油杆的结构形状进行研究。作者用光弹性试验,对JB2823-79和API两种规范的7/8＂抽油杆进行了对比,通过两种结构形式的7/8＂抽油杆模拟试验,分析了杆头锻造部分的表面应力分布情况;对5/8＂、3/4＂、7/8＂、1＂和9/8＂五种抽油杆进行了平面光弹试验,分析了扳手方附近的过渡圆角的大小对该部位应力分布的影响;最后又通过四种不同卸荷槽长度的模型试验,分析了卸荷槽长度对公螺纹各牙受载情况的影响。     

抽油杆头部镦锻

通过实验研究和生产实践,分析了抽油杆头部镦锻成形过程及常见锻造缺陷,论述了有关工艺参数对锻造缺陷的影响,提出了提高锻造质量的措施和设计模具时工艺参数的计算方法。按此方法设计的模具,抽油杆锻造合格率可达到95％以上。     

普通抽油杆机械化自动化生产线方案设计

在总结我国抽油杆生产设备的研制经验、找出与国际先进水平差距以及分析国外抽油杆及其接箍机械化自动化生产线技术特点的基础上，根据我国抽油杆生产技术发展的需要，提出了抽油杆锻造机械化自动生产线、抽油杆杆体不旋转杆头加工机床和接箍自动生产线的设计方案。这3种设计方案的技术水平接近国际先进水平，切实可行，价格大大低于国外的报价。     

18年来我国抽油杆的科技进步与研制成果

18年来我国抽油杆制造厂由2家发展到27家,年生产能力由200万m提高到2693万m,品种由1种发展到12种;有16家普通抽油杆制造厂获得生产许可证,18家制造厂通过ISO9002或ISO9001认证,5家制造厂获得API会标使用权;抽油杆的质量和数量满足了国内油田原油开采的需要,还出口到11个国家;全国已形成由抽油杆制造厂、油田和19个研究单位组成的高水平抽油杆研制队伍,取得了39项科研成果。为了进一步提高我国抽油杆的研制水平,建议把主要力量放在稳定和提高常规抽油杆的生产技术水平上,研制抽油杆锻造机械手、杆头不旋转加工自动线和接箍加工自动线;加大推广应用空心抽油杆、电加热抽油杆、超高强度抽油杆、非调质钢抽油杆、玻璃钢抽油杆、防腐抽油杆和柔性抽油杆的力度;研制超高强度空心抽油杆、摩擦焊接抽油杆、连续抽油杆、螺杆泵专用空心抽油杆和新型超高强度强韧性抽油杆。     

杆头加工偏差对抽油杆强度的影响

以CYG－22B抽油杆为研究对象，当杆头螺纹轴线和杆身轴线有加工偏差（偏心、偏斜或二者同时存在）时，对其应力集中系数进行了较系统的三维有限元分析和试验验证。结果表明，由偏心和偏斜所产生的应力集中位于接近过渡区的一个不大的范围内。在不考虑加工偏差的理想联接状态下，抽油杆杆头各部位的应力集中系数均小于1，杆头上应力集中最严重的部位在扳手平面上下两端面，其数值分别为0．811和0．747。本计算所得结果为抽油杆失效分析和制定允许加工偏差及验收标准提供了依据。     

抽油杆在深井中的断裂及其预防措施

以中原石油勘探局文留油田抽油杆的断裂统计为基础，分析了抽油杆断裂的特点和原因，就整个抽油杆柱而言，４５．７９％的断裂发生在井下９００～１５００ｍ杆段；就单根抽油杆而言，５０％～８９．８％的断裂发生在抽油杆接头的圆弧过渡区。断裂的原因是抽油杆头部圆弧过渡区断面变化大，加工时镦锻造成加工缺陷和应力集中，使用时这一部分又是不稳定变形的施力点，因此成为抽油杆的易断裂区域。针对这一情况，提出预防措施一是改进抽油杆的结构或加工工艺；二是实现抽油杆使用管理系列化；三是改进抽油杆柱设计。     

K级抽油杆国内外水平分析

试验从化学成分,金相组织与热处理方式,表面脱碳层,机械性能,疲劳性能,腐蚀疲劳性能与断口特征等几个方面,对美国K级抽油杆和国产玉门K级抽油杆进行了综合试验分析。分析认为,抽油杆头部的锻造质量、表面脱碳、螺纹加工等诸方面,两种K级杆的水平基本相同,而在抗拉强度、杆件在空气中的疲劳极限,玉门K级杆均比美国K级杆稍高。据此,国产玉门K级抽油杆完全达到了美国Norris公司K级抽油杆的水平。     

抽油杆表面缺陷及裂纹分析

根据抽油杆锻造表面缺陷检测和实物疲劳试验，分析了抽油杆各部位的表面缺陷形态及表面裂纹形态。为抽油杆锻造质量评定和疲劳寿命预测提供了裂纹模型。指出抽油杆表面缺陷主要是锻造皱褶所引起的微小裂纹，尽快改进锻造成型工艺，减少这种微小裂纹，是抽油杆生产厂应予重视和解决的问题。     

D级抽油杆表面允许裂纹深度的估算

介绍了国内外七种Ｄ级抽油杆用钢的疲劳门坎值的测定。结合对抽油杆各特征部位半椭圆裂纹应力强度因子Ｋ的有限元计算，用断裂力学方法估算了各特征部位允许存在的裂纹尺寸。结果表明，允许裂纹深度α与使用应力σ之间存在有α＝Ａ／σ的关系。当抽油杆的抗拉强度符合ＡＰＩ规范１１Ｂ规定的σｂ＝７９３～９６５ＭＰａ时，七种材料的门坎值基本相同。当使用应力在疲劳极限附近处为３７２．６ＭＰａ时，抽油杆杆体表面存在有深度为０．１３～０．２７ｍｍ的裂纹，杆头锻方处存在有深度为０．６０～１．０２ｍｍ的裂纹，这些裂纹均不会扩展。     

摩擦焊在钢制实心抽油杆修复中的应用

通过对焊接工艺及焊后热处理工艺优化，采用摩擦焊接技术对报废抽油杆中仍有使用寿命的杆头与杆体进行了拼接，获得了性能达标的抽油杆。从而提高了旧杆的修复率．降低了采油成本。该技术可在抽油杆修复及相关行业进行推广应用。     

某厂某批次抽油杆杆断分析

某采油厂使用的某批次抽油杆在应用过程中出现大量杆断现象,通过调查分析发现造成这种现象的主要原因是抽油杆强度低,工艺不完善等.采用高强度的HY级抽油杆,其抗拉强度为966～1 195MPa,基本能满足现有的生产需求;放弃原来的35CrmoA成分,采用脆性和柔韧性更合理的30CrmoA;购置超音频淬火机床,对产品强度进行升级,增加杆头磁粉探伤、杆体漏磁探伤和抛丸强化处理工序,以提高抽油杆的检测手段.     

抽油杆修复技术的改进与应用

为解决原有抽油杆修复技术存在的弊端,提出了抽油杆修复技术的改进方法。改进后的修复线可以拆除扶正器,提高了修复率,增加了抽油杆材质分选工序,降低了修复成本;可以安装扶正器,杜绝了抽油杆偏磨;采用常温低压清水清洗技术,增加了表面除锈工序和淬火前的探伤工序;采用机械化的拧扣工序,提高了抽油杆的淬火综合性能,实现了杆头过渡段自动探伤和抽油杆防腐的自动化,降低了工人劳动强度,提高了经济效益。     

抽油杆杆头自动荧光磁粉探伤机的研制与应用

针对抽油杆杆体探伤存在盲区，无法探测到杆体两端约300mm的范围，螺纹、推承面、卸荷槽、镦粗圆等部位的缺陷造成漏检，影响抽油杆检测修复整体质量等问题，研制了杆头自动荧光磁粉探伤机。该设备可以全方位探测并清晰显示杆体探伤盲区存在的≤2mm的缺陷。经下井使用．断脱率为零。     

抽油杆电涡流自动检测台设计

为了减少采油过程中的抽油杆断杆事故,研制了抽油杆电涡流自动检测台,实现了抽油杆的全自动连续缺陷检测.标准抽油杆一般长8 m,杆体直径16～25 mm,杆头粗约为直径的两倍,是典型的细长柔性杆.针对这种特殊杆件的电涡流无损缺陷检测,提出了将两端夹住、拉直,对抽油杆施加39 kN的拉力,抽油杆固定不动,而探头相对抽油杆运动,并且探头检测装置能随抽油杆中心线的变化而随动的设计思想,保证了抽油杆缺陷检测精度.该检测台已在大庆油田抽油杆检测生产线中应用,使用效果良好.     

旧抽油杆修复生产线中的探伤自动化

旧抽油杆在修复生产线中的涡流探伤自动检测系统由抽油杆传输装置、杆径识别系统、控制系统、探头开合装置、标识记录系统等组成。探头开合装置通过一个齿条同时带动４个探头同步动作，使探头的开合易于实现。利用抽油杆杆头和杆体直径的差异，识别抽油杆的状态，从而控制开合装置的实时自动开合。现场调试表明，系统运行可靠，探头开合平稳，能够满足探伤检测的需要。     

抽油杆的应力分析

本文讨论抽油杆弯曲应力的计算问题:确定了抽油杆最大弯曲应力的部位,建立了最大弯曲应力上下限值的计算公式,给出了各种型号抽油杆在不同载荷下最大弯曲应力的图表。     

抽油杆失效分析

抽油杆失效部位主要集中在外螺纹、螺纹卸荷槽、扳手方颈、焊口和杆体与接头过渡位置,抽油杆失效部位与其结构形式和制造工艺有关。介绍了抽油杆失效分析的基本程序,对其常见失效部位及原因进行了分析,目的是明确失效原因,有针对性地采取措施,降低抽油杆失效率,避免或减少早期失效。     

我国旧抽油杆检测与修复技术的现状与发展

我国从1986年开始研究旧抽油杆检测与修复技术，先后研制成用于旧抽油杆检修的热校直机，表面淬火机床，强力喷丸机，荧光磁粉探伤仪和涡流探伤仪等仪器和设备；建立了先进的旧抽油杆检修工艺流程；制定了行业标准；开展了抽油杆疲劳断裂理论研究。国内现有12条旧抽油杆检修线，经济效益显著。今后的发展方向是，进一步完善现有的旧抽油杆检修作业线工艺流程，不断提高作业质量；在抽油杆杆头焊接和外螺纹接头的强化技术方面开展工作；提高抽油杆杆体无损探伤仪的质量，研制抽油杆强度分选仪和移动式检测设备；深入开展旧抽油杆剩余寿命估算的研究。     

抽油杆表面淬火矫直工艺及设备

介绍了一种用于工艺型超高强度抽油杆生产与旧抽油杆矫直修复的表面淬火矫直机床的结构与功能、工作原理及适用范围，抽油杆两杆头与杆体采用不同的行走速度与超音频电源功率匹配，可达到桢的淬火效果。电气系统采用ＰＬＣ可编程序控制。导轨上配有齿条，与拖动力车轮上的齿轮相啮合，可防止床身行走打滑，保证淬火加热与冷却均匀。表面淬火处理中，抽油杆拉力可调，使处理后的抽油杆直线度达到要求。试验表明，修复后的抽油杆强度可