[實用新型]一種油管離子滲氮爐

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820090741.3
• 申請日: 2008-08-23
• 公開（公告）號: CN201245700Y
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛君
• 申請（專利權(quán)）人: 牛君
• 主分類號: C23C8/22
• 分類號: C23C8/22
• 代理公司: 大慶知文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 孫淑榮

技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型涉及油田采油領(lǐng)域?qū)τ凸鼙砻孢M(jìn)行處理的滲氮爐，尤其是一種僅對油管內(nèi)表面及絲扣進(jìn)行處理的滲氮爐。

背景技術(shù)：

油管在油田原油開采的實際應(yīng)用中存在著諸多的問題，如原油所含介質(zhì)、添加劑的侵蝕；抽油桿在油管內(nèi)壁做往復(fù)運動，油管長度大多在1000米以上，因油井大多數(shù)均在重直方向存在一定的斜度，再加上油管內(nèi)孔直徑較小，管柱直線度累計偏差等原因，抽油桿對油管內(nèi)壁的磨損；原油中雜質(zhì)會在油管內(nèi)表面吸附堆積，逐漸使油管過流能力下降，導(dǎo)致油管的堵塞等；造成油管在短時間內(nèi)失效，嚴(yán)重影響和制約了油田原油開采。

目前，國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的各種系列不同型式的油管，其內(nèi)外表面多不做防腐硬化處理；或只是在表面進(jìn)行噴涂或電鍍防腐材料，燒結(jié)玻璃內(nèi)襯及脈沖真空氣體氮化處理。

噴涂材料結(jié)合力差，噴涂過程中容易出現(xiàn)厚度不均勻情況，當(dāng)抽油桿在油管中上下往復(fù)運動磨擦?xí)r，內(nèi)表面防腐涂層容易磨掉，而失去防腐能力。

電鍍防腐材料內(nèi)表面容易出現(xiàn)針孔、失鍍區(qū)域等缺陷，易使電鍍材料與管壁形成電化學(xué)腐蝕；這種腐蝕甚至比鍍前更為嚴(yán)重；電鍍層受內(nèi)表面處理的清潔程度、工藝參數(shù)、電鍍材料本身質(zhì)量的影響，表面鍍層容易剝落在抽油泵上方沉積，甚至可能進(jìn)入抽油泵的柱塞和泵筒的配合間隙中造成卡泵事故的發(fā)生。

燒結(jié)玻璃(或陶瓷)內(nèi)襯，在磕、碰、劃和抽油桿的擠壓磨擦等諸多因素下會從油管表面剝落，而剝落的材料會落入泵筒，輕者造成泵筒和柱塞劃傷，嚴(yán)重的造成卡泵事故的發(fā)生；內(nèi)襯硬度過高，其邊、角、梭、沿等處會對抽油桿及其接箍和扶正器等造成磨損，尤其對扶正器的磨損是致命性的。

脈沖真空脈沖氣體滲氮處理的弱點，滲氮層脆性大，化合層疏松；由于油管的長徑比為9600：62.7＝153.1，雖然采用脈沖真空脈沖氣體滲氮，隨著距端口深度的延伸逐漸減小，油管中部內(nèi)孔的氮化層無法滿足使用要求。

離子氮化是將欲處理零件置于真空爐體內(nèi)，在真空條件下，往爐內(nèi)充以稀薄氣體(如含氮氣體)；零件接離子電源陰極，爐體接陽極；在數(shù)百伏的電場作用下，爐內(nèi)稀薄氣體被電離，正離子定向撞擊陰極(零件)，使零件表面產(chǎn)生輝光放電并被加熱。在一定氣氛和一定溫度下，零件表面復(fù)合、吸收氮原子，形成高濃度的含氮層并向心部擴(kuò)散，經(jīng)過一段時間，可得到工藝要求所需要的氮化層。

在油管離子氮化時，油管大部分外表面不需要滲層，在現(xiàn)有技術(shù)中防滲方法的是采用金屬覆蓋不需要滲層的表面，使正離子無法撞擊該表面產(chǎn)生輝光而達(dá)到目的；此方法簡單、有效，但所述金屬覆蓋物與陰極連接，金屬覆蓋物本身不可避免因離子撞擊產(chǎn)生輝光而被加熱；其缺點增加了離子氮化的功率，如果用于油管大部分外表面的防滲無疑將浪費大量的電力。另外所述金屬覆蓋物因長期離子撞擊被加熱，容易變形，需要頻繁更換也不利于油管長期大批量的滲氮生產(chǎn)。

實用新型內(nèi)容：

為了克服背景技術(shù)的不足，本實用新型提供一種油管離子滲氮爐，該滲氮爐在離子滲氮過程中屏蔽油管外表面不需要滲層部分，而屏蔽物表面不產(chǎn)生輝光，可以順利對油管內(nèi)表面及絲扣進(jìn)行離子滲氮，具有油管裝爐量大，離子電源功率利用率高的特點。

本實用新型的技術(shù)方案是：該油管離子滲氮爐包括真空爐體及真空爐體內(nèi)的油管，油管內(nèi)有陽極穿過，油管接電源的陰極，陽極接電源的陽極，油管的兩端與陽極之間有陰陽極絕緣，油管兩端絲扣之間的外壁罩有隔離屏，隔離屏與油管由絕緣體進(jìn)行絕緣，真空爐體連接有進(jìn)氣管和真空泵。

本實用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案，經(jīng)離子滲氮的油管其化合層致密，滲氮層脆性小，滲層相組織可控，且可以形成含鈦、硅、鉻等元素的滲層，具有良好的抗腐蝕、耐磨性能；表面經(jīng)高能離子轟擊，摩擦系數(shù)下降，抗粘結(jié)能力有明顯提高；在離子滲入時隔離屏2絕緣體3及油管5外表面不需要滲層部分構(gòu)成閉合體，使油管5外表面不需要滲層部分不產(chǎn)生輝光達(dá)到防滲目的，從而提高油管5裝爐量，由于防滲物不額外消耗電力，使離子電源功率利用率得到了提高。

附圖說明：

附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

1-真空爐體，2-隔離屏，3-絕緣體，4-陽極，5-油管，6-電源，7-陰陽極絕緣，8-真空泵，9-進(jìn)氣管，10-調(diào)節(jié)閥。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明：

由圖1所示，該油管離子滲氮爐利用真空爐體1、隔離屏2及絕緣體3在油管5外表面不需要滲層部分形成閉合體；用真空泵8抽真空爐體1至真空1-300Pa，同時根據(jù)需要調(diào)節(jié)氣體調(diào)節(jié)閥10由進(jìn)氣管9通入工作氣體(如氨氣、氮氣、氫氣、液體蒸發(fā)物等)，陽極4在油管5內(nèi)部，油管5接通電源6陰極(-極)，陽極4接通電源6陽極(+極)，電源6電壓增加至一定值(400V-1000V)接電源6陰極(-極)的油管5與接電源6陽極(+極)的陽極4之間因稀薄氣體電離產(chǎn)生輝光放電，接電源6陰極(-極)的油管5表面出現(xiàn)輝光而被加熱并開始離子滲入過程；由于隔離屏2、絕緣體3及油管5外表面組成的閉合體的存在，使油管5外表面不需要滲層部分不產(chǎn)生輝光達(dá)到防滲目的。絕緣體3在油管5外表面與隔離屏2之間起絕緣作用；陰陽極絕緣7在油管5內(nèi)表面與陽極4之間起絕緣作用。陰陽極絕緣7、絕緣體3為≥600℃的耐高溫絕緣材料，隔離屏2、陽極4為鋼鐵材料。