[發明專利]一種可預警斷裂發生的合金涂層抽油光桿及其加工工藝

有效

• 申請號: 201710603187.8
• 申請日: 2017-07-22
• 公開（公告）號: CN107246244B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 田斌;劉寶輝
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B17/042;C22C19/05;C23C24/10;B23P15/00
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1.一種可預警斷裂發生的合金涂層抽油光桿，包括基材和位于所述基材表面的鎳基合金涂層，所述基材為一長直圓桿，其特征在于：所述基材由實心棒材段、管材段和固定端頭組成，所述管材段位于所述實心棒材段和所述固定端頭之間，所述實心棒材段的一端為鐓粗端，所述鐓粗端的端頭上有可與抽油桿接箍連接的外螺紋，所述管材段為長1-3米的鋼質管材，所述管材段的內孔空間中裝滿含有色素的液體，所述實心棒材段和所述管材段之間有長10-50毫米的焊縫，所述管材段和所述固定端頭之間采用螺紋的方式連接在一起；所述固定端頭由基座、前置頭和密封頭組成，所述基座和所述前置頭的內部有通孔，所述通孔可與所述管材段相通，所述通孔的直徑為1-3毫米，所述前置頭外圓表面有可與所述管材段內孔相連接的外螺紋，所述密封頭可開啟和閉合；所述管材段的一端內孔有可與所述固定端頭前置頭相連接的內螺紋，所述管材段其余無內螺紋的內表面分布有沿著所述管材段橫截面直徑方向的微孔。

2.如權利要求1所述的一種可預警斷裂發生的合金涂層抽油光桿，其特征在于：所述微孔底部距離所述管材段外圓表面的徑向距離為0.5-3毫米，所述微孔的直徑為0.05-0.10毫米，所述微孔在所述管材段內表面的橫截面上等距離分布，所述微孔在所述管材段內表面的同一橫截面上的數量至少為3個。

3.如權利要求1所述的一種可預警斷裂發生的合金涂層抽油光桿，其特征在于：所述管材段的內孔空間中的含有色素的所述液體為耐低溫的低粘度液體，所述液體中含有熒光粉。

4.如權利要求3所述的一種可預警斷裂發生的合金涂層抽油光桿，其特征在于：所述液體中的色素顏色為亮紅色，所述熒光粉的粒度為50-200納米。

5.如權利要求1所述的一種可預警斷裂發生的合金涂層抽油光桿，其特征在于：所述液體中的壓力為0.05-0.30MPa。

6.如權利要求1所述的一種可預警斷裂發生的合金涂層抽油光桿，其特征在于：以質量百分比計，所述鎳基合金涂層所用粉末的成分組成為：C：0%～0.80%，Si：2.0%～4.0%，B：1.5%～4.5%，Cr：5.0%～15.0%，Fe≤5.0%，余量為鎳。

7.一種加工權利要求1-6任意一項所述的可預警斷裂發生的合金涂層抽油光桿的工藝，主要包括以下步驟：

（1）采用機加工或激光工藝在所述管材段內表面按要求加工微孔，并在所述管材段的一端加工內螺紋；

（2）采用慣性摩擦焊工藝將所述管材段和所述實心棒材段焊接在一起，并采用機加工手段將焊縫表面進行打磨處理，使其與所述管材段和所述實心棒材段的外徑保持一致, 將焊接在一起的所述管材段和所述實心棒材段的外表面的油污洗凈吹干后，進行除銹和粗化處理；

（3）采用噴焊的方式在光桿基材表面制備鎳基合金涂層：首先將鎳基合金粉末噴涂在經過100-200℃預熱處理的光桿基材表面，然后采用高溫加熱的方式實現噴涂鎳基合金粉末的重熔；或采用預粘結-重熔的方式實現鎳基合金涂層的制備：將鎳基合金粉末與有機粘結劑混合均勻，采用機械手段將含有粘結劑的鎳基合金粉末按相應厚度要求涂覆在凈化和粗化處理后的所述實心棒材段和所述管材段外表面，然后采用感應加熱的方式進行鎳基合金粉末的重熔處理，使合金粉末的外表面溫度達到950-1100℃，當其表面出現光亮的鏡面時重熔結束，重熔的整個過程中所述光桿繞其軸心自旋轉，直到涂層外表面溫度降至300℃以下；

（4）將上一步完成重熔處理的抽油光桿表面涂層進行拋光處理；

（5）將所述含有色素的液體填充到所述管材段的內孔中直到充滿,將所述固定端頭通過前置頭外螺紋與所述管材段內螺紋連接在一起，打開所述固定端頭的密封頭，采用液壓泵施加壓力使得所述液體中的壓強達到0.05-0.30MPa后關閉所述固定端頭的密封頭；

（6）獲得本發明所述的可預警斷裂發生的合金涂層抽油光桿。