[發明專利]一種新型抽油機驢頭銷子及制備方法

無效

• 申請號: 201110352243.8
• 申請日: 2011-11-09
• 公開（公告）號: CN102506041A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 田斌;黃錦濱;李勇;劉斌
• 申請（專利權）人: 黃錦濱;劉伯英
• 主分類號: F16B19/02
• 分類號: F16B19/02;C23C14/48;C23C14/06;B32B9/04;B32B15/00
• 代理公司: 北京金之橋知識產權代理有限公司 11137
• 代理人: 林建軍

技術領域

本發明屬于石油設備領域，具體涉及一種抽油機驢頭銷子及其制備方法。

背景技術

抽油機井一直以來都是國內外油田的主要采油方式，而驢頭則是抽油機的一個主要組成部分。抽油機驢頭與抽油機橫梁端部之間采用驢頭銷子來連接是最常見的一種固定方式。驢頭銷子通常為長半米左右、直徑數厘米不等的直插式“T”型結構銷子，上面的“—”為銷子頂部，而下面的“│”為銷子的銷體部分。由于抽油機井在維修或測試等各種作業過程中，需要時常旋轉或者翻轉驢頭來讓位，因此驢頭銷子的性能對抽油機井的正常工作有著重要影響。而在安裝或者作業時通常需要操作工人爬上7米多高的驢頭用鐵錘砸打銷子來實現安裝和拆卸，工作強度和安全隱患都很大。

驢頭銷子目前大都采用普通碳素結構鋼（如Q235等）制造，其力學性能可以滿足使用要求，但其耐磨耐蝕等性能并不是很好。在實際使用過程中，驢頭銷子的失效形式包括磨損、腐蝕和斷裂等三個主要方面。第一，驢頭銷子和銷孔之間應該是緊配合，但隨著使用時間的延長和驢頭反復轉動等原因，驢頭銷子會出現磨損的問題，使得銷子和銷孔間產生間隙而晃蕩并產生安全隱患；第二，由于長期暴露在大氣中和野外，風吹日曬雨淋使得銷子銷體部分極易生銹，而銹蝕較多較嚴重時就會出現銷子卡死銷孔的現象，導致驢頭無法轉動或者很難拆卸銷子，使得腐蝕成為驢頭銷子最常見的問題；第三，驢頭在采油過程中要承受抽油桿柱和原油液流等很大的載荷，作為連接部件的驢頭銷子同樣也要承受很大的載荷，如果由于磨損和腐蝕在表面形成劃痕或點蝕坑等缺陷，則隨著時間延長這就容易在銷子表面產生疲勞源并最終發生斷裂。

目前油田對驢頭銷子以上問題的解決主要集中在兩個方向上，一是改變驢頭銷子的結構，比如用空心結構來減輕銷子的重量或者采用可伸縮結構來減少由于銹蝕導致的銷子卡死現象的發生；二是開發驢頭銷子拆卸裝置，通過研制各種不同結構和原理的驢頭銷子拆卸裝置來降低該過程的工作強度和解決銷子拆卸難的問題。而以上現有的解決辦法并不能從根本上解決銷子的磨損、腐蝕和斷裂問題。材料的改進是徹底解決以上問題的有效途徑，但目前還沒有從驢頭銷子的材料角度出發來解決問題的研究和產品。

發明內容

本發明的所要解決的技術問題在于提供一種新型抽油機驢頭銷子，通過從銷子材料角度出發，采用制備表面涂層的方法，大幅提高驢頭銷子的耐腐蝕耐磨性能，從根本上有效解決驢頭銷子的磨損、腐蝕和斷裂問題。

按照本發明提供的一種新型抽油機驢頭銷子，在銷子基體外表面制備一層NiCr合金涂層，在所述NiCr合金涂層表面制備一層MoS₂固體潤滑改性層。

按照本發明提供的一種新型抽油機驢頭銷子還具有如下附屬技術特征：

所述NiCr合金涂層的組分按照質量百分含量為：鉻15%～30%，鎳85%～70%。

所述NiCr合金涂層采用噴焊工藝制備在銷子基體外表面，其厚度為0.10mm～0.50mm。

噴焊所述NiCr合金涂層所采用NiCr合金粉末的粒度為20μm?～102μm。

所述MoS₂固體潤滑改性層采用離子注入工藝制備在所述NiCr合金涂層表面，其厚度為0.20μm～0.50μm。

離子注入時，離子注入劑量為不小于2×10¹⁷離子/cm²。

所述MoS₂固體潤滑改性層直接在所述NiCr合金涂層表面注入，在注入厚度內與所述NiCr合金涂層形成復合涂層，并在所述NiCr合金涂層表面呈散點狀分布。

所述NiCr合金涂層與銷子基體之間為冶金結合，所述MoS₂固體潤滑改性層與所述NiCr合金涂層之間無明顯界限，注入離子沿所述NiCr合金涂層深度方向呈逐漸衰減趨勢。

按照本發明提供的一種新型抽油機驢頭銷子的制備方法，包括如下步驟，

（1）、將驢頭銷子基體表面清洗干凈并吹干；

（2）、對驢頭銷子基體表面進行噴砂除銹、粗化和活化處理；

（3）、在驢頭銷子基體表面采用熱噴焊工藝制備一層0.10～0.50mm厚度的NiCr合金涂層；

（4）、噴焊結束后，對驢頭銷子進行拋光處理；

（5）、采用離子注入工藝在所述NiCr合金涂層表面制備一層0.20μm～0.50μm厚度的MoS₂固體潤滑改性層。