[發明專利]桿用接箍

在審

• 申請號: 202210496851.4
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN114737890A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 威廉·D·尼爾森;黛安·M·尼爾森;弗里茨·格倫辛
• 申請（專利權）人: 美題隆公司
• 主分類號: E21B17/02
• 分類號: E21B17/02;E21B17/042;E21B43/12;C22C9/06;C22C9/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 麥善勇;張天舒

一種經過冷加工的亞穩硬化的銅合金，其包含約8重量％至約20重量％的鎳、約5重量％至約11重量％的錫，余量為銅，并且該合金的0.2％補償屈服強度為至少75ksi，該合金用于形成抽油桿接箍或變徑接箍。各接箍由具有兩個端部的芯體形成，各端部具有內螺紋。這些母扣端部與抽油桿或其他桿的公扣嚙合。芯體的外表面包括在這兩個端部之間延伸的凹槽。

本專利申請是申請號為2015800297769、申請日為2015年2月27日、發明名稱為“桿用接箍”的專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年6月5日提交的美國臨時專利申請序列號No.62/008,324以及于2014年10月17日提交的美國臨時專利申請序列號No.62/065,275的優先權。上述申請的全部內容以引用方式并入本文。

背景技術

本公開涉及由亞穩硬化的銅合金制成的接箍。接箍尤其可用于連接抽油桿以作為動力源與泵之間的連接，并且也可用于油氣工業中所使用的其他接箍，如光桿接箍或變徑接箍。

烴類開采裝置通常包括用于從地下儲層中開采烴類的泵、用于向泵提供動力的動力源、以及連接動力源和泵的抽油桿舉升系統。抽油桿舉升系統包括通過接箍連接在一起的一系列抽油桿。抽油桿和接箍通過公扣-母扣(pin-and-box)的螺紋連接而接合在一起。因粘扣而導致的螺紋連接損傷(由滑動面之間的粘合所致的磨損)會損害接頭的機械完整性，并會導致動力源與泵之間的連接失效。此外，抽油桿舉升系統在管道中進行操作。因接箍外表面與管道的內表面之間的重復接觸而造成的管道損傷會降低管道的機械完整性，從而導致由管道輸送的烴類泄漏至環境中。這種泄漏會有效地使泵送操作停止，并常常會導致進行極為昂貴的額外操作以糾正這種故障。

抽油桿接箍和類似接箍所需的特性包括高抗拉強度、高疲勞強度、高斷裂韌性、耐粘扣性和耐腐蝕性。常規的接箍通常由鋼或鎳合金構成，其并不充分具備優選的固有特性，尤其是耐粘扣性。通常會對由鋼或鎳合金制成的接箍、以及內部設置有接箍的管道的內部進行昂貴的表面處理以提高耐粘扣性。這些表面處理最終會磨損失去，并且在部件的使用壽命期間內必須定期地重復施加表面處理以使表面處理有效。

有利的是研制出具有更高的固有耐粘扣性以及其他有利性質的新型抽油桿接箍。

發明內容

本發明涉及由亞穩硬化的銅合金制成的接箍，更具體而言為抽油桿接箍。接箍具有包括高抗拉強度、高疲勞強度、高斷裂韌性、耐粘扣性和耐腐蝕性在內的性質的獨特組合。這種性質的組合使得使用了這種接箍的泵系統(例如，抽油桿和管道)中的接箍和其他部件的破壞性損傷的發生得以延遲，同時在烴類回收操作中提供機械功能。這種性質的組合還延長了這些部件的有效使用壽命，并大幅降低用于開采烴類的設備的成本。本公開的一些接箍特別被形成為其外表面包括至少一個凹槽，從而不會使液體流動受阻。

本文在各種實施方案中公開了用于抽油桿的接箍，其包含亞穩硬化的銅-鎳-錫合金，該合金包含約8重量％至約20重量％的鎳、約5重量％至約11重量％的錫，余量為銅，其中該合金的0.2％補償屈服強度為至少75ksi。接箍由具有第一端部和第二端部的芯體形成，每個端部具有內螺紋。該芯體的外表面包括至少一個由第一端部延伸至第二端部的凹槽。

在更具體的實施方案中，銅-鎳-錫合金可包含約14.5重量％至約15.5重量％的鎳、約7.5重量％至約8.5重量％的錫，余量為銅。該合金的0.2％補償屈服強度可以為至少85ksi，或至少90ksi，或至少95ksi。

在具體的實施方案中，接箍的合金的0.2％補償屈服強度可為至少95ksi，室溫下的夏比V型缺口沖擊能量可以為至少22ft-lb。或者，接箍的合金的0.2％補償屈服強度可為至少102ksi，室溫下的夏比V型缺口沖擊能量可為至少12ft-lb。或者，接箍的合金的0.2％補償屈服強度可為至少120ksi，室溫下的夏比V型缺口沖擊能量可為至少12ft-lb。