本發明涉及材料技術領域,尤其涉及一種NiCrBSiMnWC耐磨蝕抽油桿的制備方法。
背景技術:
油田經過多年開發,現在已經到了中、后期,隨著油井含水量的增加,因磨蝕造成的油井維護工作量所占比例大幅上升,而且有逐漸上升的趨勢。磨蝕是磨損和腐蝕相互作用的總稱,抽油桿偏磨問題,實質是磨蝕問題。因油井磨蝕造成抽油桿過早報廢,使人力、物力的投入急劇增加,浪費嚴重。
目前油田的開發己進入高含水期,部分油田的含水量高達94.5%,井液中含有腐蝕性介質,采出液的礦化度高,由于化學腐蝕和電化學腐蝕的雙重作用,導致抽油桿的嚴重腐蝕,進而造成了油井故障。如勝利采油廠采出井液中分解水的溶解氧含量達0.02~0.12mg/L,硫酸還原菌含量達10~104個/mg,總礦化度達10000~30000mg/L,天然氣中CO2含量在0.2%~2%之間,有的高達10%以上;55%的井內抽油桿有明顯的腐蝕形貌。服役條件下,油井內含量較高的Cl-、S2-離子與抽油桿表面作用后,首先使表面產生腐蝕裂紋,在隨后的拉伸交變載荷作用下,裂紋發生疲勞擴展,并最終導致抽油桿疲勞斷裂,從而使其失效,所以,抽油桿的主要失效型式是腐蝕疲勞斷裂。
抽油桿在使用過程中,除了腐蝕問題之外,還伴有磨損。腐蝕和磨損的結合,比單純的腐蝕或磨損危害更大,原因是磨損會除去設備表面上起緩蝕作用的腐蝕層,從而加速腐蝕面的磨損造成設備故障甚至停產,使油井產量下降。近幾年來,由于井液中含水升高,為了穩定原油產量,勢必要增大泵沖次,這就進一步加劇了抽油桿的磨損。因有桿泵井磨蝕造成的報廢井、待修井、作業井井次正在逐年上升,以勝利油田東辛采油廠為例,目前發現存在磨蝕井占抽油機井的27%,占抽油井開井數的44%,因磨蝕造成的維護工作量占總維護工作量的35%左右,其它采油廠和油田也存在類似問題。這些都嚴重影響著我國油田高效、低耗生產的發展,如何解決磨蝕問題已經成為采油工程長期的重點工作。
技術實現要素:
本發明的目的在于提出一種NiCrBSiMnWC耐磨蝕抽油桿的制備方法,能夠使得抽油桿耐磨蝕。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
一種NiCrBSiMnWC耐磨蝕抽油桿的制備方法,其包括:
(1)將抽油桿進行表面處理,去除氧化皮、油脂及污垢;
(2)對表面處理后的抽油桿進行噴砂粗化,粗糙度大于Ra25;
(3)NiCrBSiMn粉末與WC粉末按照重量比4-10:1混合,加入硅酸鈉研磨,研磨均勻,加入水形成料漿;
(4)將料漿涂覆于粗化后的抽油桿表面,150-200℃下烘干;
(5)涂覆自保護材料,150-200℃下烘干;
(6)在高頻加熱設備中熔覆,涂層厚度為700-800μm,得到所述耐腐蝕抽油桿。
本發明所述的NiCrBSiMn粉末組成按質量含量為Cr 10-14%,B 3-4%,Si 3.75-4.75%,C 0.65-0.75%,Mn 4-7%,Ni余量。
對涂層進行分析可知,其物相構成主要由Ni基固溶體、Cr3C2、Cr7C3和CrB和Ni2B等,所述涂層中的脫氧活性元素和B氧化損失較少,從而在涂層中形成金屬間化合物,同時,由于Mn的存在,與基體中的鐵形成錳鋼,提高了涂層的耐磨性。
本發明得到的NiCrBSiMnWC涂層顯微硬度為910-1130HV0.2,遠遠高于基體的顯微硬度,增加了其耐磨蝕性能。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
一種NiCrBSiMnWC耐磨蝕抽油桿的制備方法,其包括:
(1)將抽油桿進行表面處理,去除氧化皮、油脂及污垢;
(2)對表面處理后的抽油桿進行噴砂粗化,粗糙度大于Ra25;
(3)NiCrBSiMn粉末與WC粉末按照重量比4-10:1混合,加入硅酸鈉研磨,研磨均勻,加入水形成料漿;
(4)將料漿涂覆于粗化后的抽油桿表面,150-200℃下烘干;
(5)涂覆自保護材料,150-200℃下烘干;
(6)在高頻加熱設備中熔覆,涂層厚度為700-800μm,得到所述耐腐蝕抽油桿。
得到的涂層顯微硬度為910-1130HV0.2,遠遠高于基體的顯微硬度,增加了其耐磨蝕性能。