抽油桿培訓(xùn)解析

1、延安嘉盛石油機(jī)械有限責(zé)任公司抽油桿質(zhì)量的控制基礎(chǔ)知識(shí)編制：2007 年 11 月 27 日2006 年我國(guó)石油的產(chǎn)量達(dá)到了 1.845 億噸但其中的 20%是靠三 抽井產(chǎn)出的（抽油機(jī)、抽油泵、抽油桿） ，這就和我們所從事工作緊 密的聯(lián)系起來(lái)了。一、抽油桿是桿泵井的關(guān)鍵部件之一為什么說(shuō)抽油桿是桿泵井的關(guān)鍵部件， 主要是它用在“三抽”（ 抽 油機(jī)、抽油桿、抽油泵）井和地面驅(qū)動(dòng)（抽油桿上連抽油機(jī)，下連 抽油泵）抽油機(jī)通過(guò)抽油桿帶動(dòng)抽油泵的柱塞上下往復(fù)，從而將原 油抽到地面上來(lái)。不論抽油泵的種類(lèi)有何變化（抽油泵有往復(fù)泵、 柱塞泵、活塞泵、防沙泵等等）都少不了抽油桿。抽油桿的產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)原油生產(chǎn)的影響如果

2、沒(méi)有抽油桿我國(guó) 70% 的原油生產(chǎn)不出來(lái)。因?yàn)槌橛蜅U在服役過(guò)程中要承受周期變化的拉伸載荷作用有些 油進(jìn)中含有水 CO2、 H2S 和鹽等腐蝕介質(zhì)因此抽油桿的主要失效形 式是疲勞斷裂或腐蝕疲勞斷裂，而抽油桿本身的內(nèi)在質(zhì)量決定了疲 勞期的長(zhǎng)短就像我們?nèi)艘粯訛槭裁从行┤四芑畹?080 歲而有些人卻壽命很短，這是因?yàn)樯眢w素質(zhì)不一樣。身體素質(zhì)直接表現(xiàn)在一個(gè) 人的免疫系統(tǒng)，在同樣的氣候環(huán)境下吃喝同樣的食物，穿著一樣服 裝，結(jié)果都不一樣有人很健康有人會(huì)生病或死亡。當(dāng)一個(gè)人欣賞自 己的作品時(shí)往往覺(jué)的很好很滿意當(dāng)他走到外面看到外面的世界繽紛 多彩才能知道原來(lái)世界上有比他更好的東西這說(shuō)明什么，孔圣人曾 說(shuō)過(guò)三人行

3、必有我?guī)?，到我們的隔壁三利公司去看看他們不在做?油桿，去看人家鍛出的桿頭，人家熱處理出來(lái)的桿體是啥樣。大家 都知道坐井觀天的故事，如果說(shuō)過(guò)去跳出進(jìn)眼前是黑的那么現(xiàn)在就 有同行在眼前參觀也是學(xué)習(xí)也是提高從中找出自己的差距。抽油桿生產(chǎn)已有 100 多年的歷史，最早的抽油桿是木制的美國(guó) 的內(nèi)瑞斯公司（ Norris ） 1892 年首先生產(chǎn)了金屬抽油桿 ;1928 年首先 對(duì)抽油桿進(jìn)行整體熱處理 ;1950 年首先生產(chǎn)了帶卸槽的外螺紋接 頭 ;1959 年首先生產(chǎn)了滾壓外螺紋 ;1969 年首先生產(chǎn)了擠壓螺紋的接 箍.我國(guó)的抽油桿生產(chǎn)也有四、五十年的歷史。 70 年代初我們進(jìn)廠 時(shí)螺紋加工是旋風(fēng)銑

4、，后來(lái)逐步推廣了滾壓螺紋，鍛機(jī)是垂直鍛造。二、鋼件的加工形式我們知道一件零件的形成要經(jīng)過(guò)很多工序才能完成，設(shè)計(jì)一件 零件首先要考慮到它的使用性能和工作環(huán)境，然后選擇合適經(jīng)濟(jì)的 鋼種，其次要考慮的是它的加工方法。20CrmoA 所以被造來(lái)做抽油桿是因?yàn)樗邆涑橛蜅U服役期的 以下三個(gè)條件 :1、有較高的抗拉強(qiáng)度2、有一定的抗腐蝕性能3、有良好的熱加工性能工件的加工分為熱加工和冷加工，熱加工有：鑄造、熱處理、鍛 造、軋制；冷加工有：壓力加工、切削加工。鍛造可分為：自由鍛、模鍛（精密鍛）冷加工：冷沖、 滾壓（如抽油桿螺紋） 、擠壓（接箍螺紋） 切削。三、國(guó)產(chǎn)原料與國(guó)外對(duì)照表行標(biāo) YB/T054-94A

5、PISpeC11B直徑允許偏差直徑允許偏差1615.88+0.18-0.3619+0.40-0.1019.05+0.20-0.412222.23+0.20-0.4125+0.05-0.1025.4+0.23-0.46從表中看出國(guó)產(chǎn)的幾何尺寸控制要比國(guó)外的嚴(yán)格一些四、鍛造質(zhì)量的控制什么是質(zhì)量？什么又是技術(shù)？這個(gè)問(wèn)題很好回答，質(zhì)量的本質(zhì) 就包含了技術(shù)。當(dāng)一個(gè)實(shí)物它的內(nèi)在質(zhì)量和外觀的質(zhì)量都能滿足要 求時(shí)我們說(shuō)這個(gè)實(shí)物各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì) 要求。抽油桿由于它在進(jìn)下服役的特殊性我們可以設(shè)想如果井深是2000米桿長(zhǎng)為10米那么需要200節(jié)抽油桿這200節(jié)抽油桿在每分鐘 5-8次的往復(fù)運(yùn)

6、動(dòng)在加上井下 H2S、CO2和Nacl的腐蝕，其有瑕疵的 地方就最先發(fā)生斷脫所以說(shuō)鍛造質(zhì)量是關(guān)鍵之一。1抽油桿鍛造質(zhì)量問(wèn)題主要有過(guò)熱、過(guò)燒、桿頭出現(xiàn)折迭、過(guò)充滿、未充滿、桿頭不圓滑等缺陷。2抽油桿斷裂主要發(fā)生在鍛造熱影響區(qū)，其主要原因是抗疲勞性 能低。3. 所以抽油桿的質(zhì)量取決鍛造質(zhì)量和熱處理及螺紋加工質(zhì)量這 三個(gè)關(guān)鍵因素。4. 鍛造質(zhì)量除去設(shè)備和原材料的原因可分為桿頭加熱、 鍛造工步 的選擇、鍛模的質(zhì)量、模具修磨的質(zhì)量、鍛打手的熟練程度。5. 過(guò)熱和過(guò)燒是兩個(gè)不同的概念。 當(dāng)抽油桿在加熱過(guò)程中溫度達(dá) 到 1250C. 時(shí)就會(huì)出現(xiàn)晶粒粗大的現(xiàn)象，我們把這種現(xiàn)象叫過(guò)熱。當(dāng) 溫度到13000時(shí)就會(huì)

7、出現(xiàn)晶界熔化的現(xiàn)象這種現(xiàn)象稱為過(guò)燒；而這 兩種現(xiàn)象是無(wú)法檢測(cè)的，當(dāng)然較為嚴(yán)重的過(guò)熱、過(guò)燒在鍛造時(shí)和熱 處理拉伸時(shí)會(huì)斷裂而過(guò)熱就象定時(shí)炸彈一樣隨時(shí)會(huì)爆炸，而較輕微 的就不易拉斷。6. 鍛造鐓粗部位的質(zhì)量要求6.1 在鐓粗區(qū)直徑等于扳手方寬度以上的部位允許出現(xiàn)縱向缺陷。 從直徑等于扳手方寬度的部位起到桿體的鐓粗區(qū)域上出現(xiàn)的縱向缺陷， 只要在其高度或深度不超過(guò) 0.79mm(1/32in )為合格。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)， 縱向缺陷超過(guò) 0.79mm(1/32in )應(yīng)予以返工。以平滑過(guò)度方式清除，但 應(yīng)保證尺寸在允許公關(guān)范圍內(nèi)。6.2 連續(xù)環(huán)繞鐓粗區(qū)的橫向缺陷，其深度大于 1.58mm(1/16in) 為

8、不合格，應(yīng)用光滑過(guò)渡的形式將其除去。在除去缺陷時(shí)，桿體公關(guān)應(yīng)滿 足本標(biāo)準(zhǔn)的要求。大于 3.17mm(1/8in) 的橫向缺陷為不合格。五、熱處理過(guò)程控制鋼件通過(guò)熱處理不僅可以改進(jìn)鋼的加工工藝性能， 更重要的是它會(huì) 顯著提高鋼的力學(xué)性能，增加鋼件的強(qiáng)度和壽命。所謂熱處理就是將鋼在固態(tài)范圍施以不同的加熱、 保溫和冷卻以改變其性能的一種工藝根據(jù)加熱和冷卻方法不同熱處理可分為很多種廠退火正火淬火熱處理表面熱處理 W表面淬火化學(xué)熱處理淬火與回火是工廠里應(yīng)用最廣泛的兩種熱處理工藝，這兩種工藝經(jīng) 常是不可分割緊密銜接的工序。1. 淬火回火的目的：通過(guò)淬火回火可以改變材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)使零件獲得良好的機(jī) 械性

9、能更好的發(fā)揮金屬材料的性能潛力。2. 淬火常常是決定產(chǎn)品最終質(zhì)量的關(guān)鍵淬火通常最主要的是：2.1嚴(yán)格控制加熱和冷卻的溫度2.2嚴(yán)格控制氧化、脫碳2.3鋼件淬火時(shí)是一個(gè)加熱過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中：自鐵素體與滲碳體的交界面處開(kāi)始形成奧氏體的晶核并成長(zhǎng)。剩余的滲碳體向奧氏體中繼續(xù)分解2.3.2 奧氏體成份均勻化3. 淬火質(zhì)量的優(yōu)劣往往表現(xiàn)在淬透性上4. 回火的目的4.1 降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力4.2 獲得鋼件所要求的機(jī)械性能4.3 穩(wěn)定工件尺寸鋼件在500-650C。回火得到由奧氏體轉(zhuǎn)化的回火索氏體。5. 回火的分類(lèi)5.1 低溫回火（工具、模具、軸承） 150-250C。5.2 中溫回火（彈簧、刀體、夾具

10、） 350-450C。5.3 高溫回火（軸、連桿、螺栓、齒輪） 520-680C。5.4 淬火加高溫回火叫調(diào)質(zhì)處理六、抽油桿用鋼的要求1. 我們生產(chǎn)的抽油桿用鋼是優(yōu)質(zhì)合金鋼2. 優(yōu)質(zhì)鋼（熱軋圓鋼的要求是：2.1 冶煉質(zhì)量要求：純凈度高、化學(xué)元素含量變化范圍小2.2 軋制質(zhì)量要求：尺寸精度高、表面質(zhì)量好、彎曲度小、端部不 允許出現(xiàn)馬蹄形2.3 工藝性好： 鍛造性能好、 熱處理質(zhì)量穩(wěn)定、 桿頭螺紋易滾壓成 型2.4 力學(xué)性能好，有一定的綜合力學(xué)性能和抗腐蝕疲勞性能、3. 常用抽油桿用熱軋圓鋼牌號(hào)35Mn2A、40Mn?A、20CrmoA、35CrmoA、42CrmoA、20Ni2moA七、桿頭螺紋

11、圓形加工的質(zhì)量驗(yàn)收準(zhǔn)則1. 通規(guī)全部旋入，止規(guī)旋入不超過(guò)三圈。2. 環(huán)規(guī)由平面與承載面應(yīng)緊密接觸0.05的塞尺在任何部位不應(yīng)塞入。3. 應(yīng)力槽（卸荷槽）承載面及螺紋相鄰面的粗糙度不得大于Ra3.2卩m4. 如加工一只7/8的桿頭那么各部尺寸應(yīng)符合：卸荷槽直徑D:23.24 士 0.13螺距10牙/in 2.54mm0.79。卸荷槽直徑：15.09 士 牙形角600.00.79。卸荷槽直徑:15.09 士牙形半角300.0外螺紋大徑:26.952原始三角型牙高H=2.20外螺紋最小大徑:26.624外螺紋牙型高度1.512外螺紋最大中徑:25.303外螺紋最小中徑:25.146外螺紋最大小徑:23.8355. 端頭第一牙允許有黑項(xiàng)，但不可延伸到第二牙。6. 第一牙允許有剪切裂紋，但不可深及牙底。7. 牙頂