[發(fā)明專利]用于井泵送部件的聯(lián)接器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880033472.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110914512B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小威廉·D·尼爾森;黛安·M·尼爾森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美題隆公司
• 主分類號(hào): E21B17/042
• 分類號(hào): E21B17/042;C22C9/06;F16L15/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 唐述燦

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于將井下泵聯(lián)結(jié)至抽油桿柱的聯(lián)接器。該聯(lián)接器包括芯部，所述芯部具有第一端、中心部和第二端。第一端和第二端均具有端表面。第一端從中心部到第一端表面向內(nèi)線性漸窄。第二端具有沿第二端表面修圓邊緣。該聯(lián)接器由經(jīng)亞穩(wěn)態(tài)硬化的銅鎳錫合金制成，并且相對(duì)碳鋼進(jìn)行測(cè)量時(shí)，滑動(dòng)摩擦系數(shù)小于0.4。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2017年03月20日提交的序列號(hào)為62/473,792的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)全文引用并入本文。

背景技術(shù)

本公開(kāi)涉及由亞穩(wěn)態(tài)硬化的銅合金制成的聯(lián)接器。該聯(lián)接器尤其適于將抽油桿柱的部件連接到井下泵。當(dāng)相對(duì)碳鋼測(cè)定時(shí)，該合金優(yōu)選具有小于0.4的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。

碳?xì)浠衔锍槿⊙b置通常包括：用于從地下儲(chǔ)層中抽取碳?xì)浠衔锏木卤茫挥糜谙虮锰峁﹦?dòng)力的動(dòng)力源；以及連接動(dòng)力源和井下泵的抽油桿舉升系統(tǒng)。抽油桿舉升系統(tǒng)包括一系列通過(guò)聯(lián)接器聯(lián)結(jié)在一起的抽油桿。這些桿和聯(lián)接器通過(guò)公母式螺紋連接部聯(lián)結(jié)。在將抽油桿舉升系統(tǒng)與井下泵聯(lián)結(jié)時(shí)，還使用帶有螺紋連接部的附加聯(lián)接器。由于磨損(由于滑動(dòng)表面之間的粘附而造成的磨損)而造成的螺紋連接部損壞，可能會(huì)損害接頭的機(jī)械完整性，并導(dǎo)致動(dòng)力源和泵之間的連接故障。另外，碳?xì)浠衔锍槿∠到y(tǒng)在管道內(nèi)運(yùn)行。由于聯(lián)接器/泵的外表面與管道的內(nèi)表面之間的反復(fù)接觸而造成對(duì)管道和聯(lián)接器的損壞，可能會(huì)損害管道或聯(lián)接器的機(jī)械完整性，導(dǎo)致管道攜帶的碳?xì)浠衔镄孤┻M(jìn)入環(huán)境，或者導(dǎo)致聯(lián)接器與抽油桿柱的連接分離。這兩種情況實(shí)際上都會(huì)使泵送過(guò)程停止，并且經(jīng)常帶來(lái)非常昂貴的額外操作來(lái)修復(fù)這樣的故障。

在這種系統(tǒng)中使用的聯(lián)接器需要具有的特征包括高抗拉強(qiáng)度、高疲勞強(qiáng)度、高斷裂韌性、耐磨性和耐腐蝕性。傳統(tǒng)聯(lián)接器通常由鋼或鎳合金組成，這些鋼或鎳合金不具有完整齊全的優(yōu)選固有特征，特別是耐磨性。通常使用昂貴的表面處理來(lái)提高由鋼或鎳合金制成的聯(lián)接器的耐磨性，以及內(nèi)部設(shè)置有聯(lián)接器的管道的內(nèi)部的耐磨性。這些表面處理最終會(huì)被磨掉，并且為了維持有效，必須在部件的整個(gè)使用壽命周期內(nèi)定期重新涂覆。此外，盡管涂層能夠減少其所涂覆的部件的磨損，但是這些涂層經(jīng)常與其可能接觸的系統(tǒng)的其他部件不相容。

希望開(kāi)發(fā)具有改進(jìn)的固有耐磨性以及其他所需特性的新的聯(lián)接器，從而使聯(lián)接器和管道材料相容，這意味著聯(lián)接器和管道二者在操作期間發(fā)生最小磨損，不需要任何保護(hù)性涂層，而且減少了泵送系統(tǒng)的總摩擦損失。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)涉及一種由亞穩(wěn)態(tài)硬化的銅合金制成的聯(lián)接器，更具體地涉及一種插入在抽油桿柱的抽油桿與井下泵的閥桿襯套之間的聯(lián)接器。該聯(lián)接器可以視為抽油桿柱的一部分。該聯(lián)接器具有獨(dú)特的特性組合，這些特性包括高抗拉強(qiáng)度、高疲勞強(qiáng)度、高斷裂韌性、耐磨性和耐腐蝕性。這種特性組合在碳?xì)浠衔锘厥詹僮髌陂g提供機(jī)械功能的同時(shí)，延遲了對(duì)使用該種聯(lián)接器的泵系統(tǒng)中的聯(lián)接器和其他部件(例如，抽油桿和管道)的破壞性損壞的發(fā)生。這也延長(zhǎng)了這些部件的有效使用壽命，顯著降低了用于回收碳?xì)浠衔锏脑O(shè)備的成本。

本文在各種實(shí)施例中公開(kāi)了用于抽油桿柱的聯(lián)接器，其包括芯部，所述芯部具有第一端、中心部分和第二端。第一端和第二端均具有端表面。第一端具有從中心部分向內(nèi)延伸并在第一端表面終止的線性漸窄部。換句話說(shuō)，第一端表面具有比中心部分更小的直徑。第二端的第二端表面具有修圓的邊緣。該聯(lián)接器由亞穩(wěn)態(tài)硬化的銅鎳錫合金制成，這種合金具有減小的摩擦和改進(jìn)的耐磨性。

第一端表面的直徑可以小于第二端表面的直徑。在一些特定實(shí)施例中，螺紋孔從第一端到第二端完全貫穿該芯部。孔的螺紋可以具有約20至約40的洛氏C硬度(HRC)。

第一端處的螺紋孔可以適用于和閥桿襯套聯(lián)接，該閥桿襯套可以連接到井下泵。第一端表面可以抵接該閥桿襯套的肩部。該聯(lián)接器的外徑可以大于閥桿襯套的外徑。

第二端處的螺紋孔可以適用于和抽油桿柱的抽油桿聯(lián)接。第二端表面可以抵接該抽油桿的肩部。該聯(lián)接器的外徑可以大于抽油桿的外徑。