CN208534426U - 一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，包括杆体，所述杆体两端均设有扳手方，两端扳手方分别连接公扣接头和母扣接头，所述杆体外固设有高分子聚乙烯层，所述扳手方、公扣接头和母扣接头的外表面均涂覆有防护层。本实用新型提供的这种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，通过在抽油杆杆体外包裹一层高分子聚乙烯，实现油井生产过程中抽油管、杆刚性接触改变为抽油管、高分子聚乙烯层、抽油杆之间的韧性复合接触。由于高分子聚乙烯材料耐磨性能，以及利用高分子聚乙烯材料包覆层表面光滑、附着力差等物理性能，从而实现抽油杆在防磨的同时，兼顾了防腐、防蜡、防垢作用。

Description

一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆

技术领域

本实用新型属于采油工程技术领域，具体涉及一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆。

背景技术

目前国内外油田，由于单井液量较低，90%的油井主要采用抽油机有杆泵采油方式生产，抽油杆作为井口抽油机与抽油泵之间动力传动装置，其工作稳定性是影响油井能否正常稳定生产的关键。

针对井筒产液腐蚀、结蜡、结垢严重的定向井、大斜度井，管杆偏磨严重，抽油杆杆断、脱扣现象普遍存在，导致油井维护性作业频次高、作业费用居高不下，很大程度上拉高了油井开发成本。据统计仅长庆油田每年有1万多井次修井作业均由于管杆偏磨、腐蚀、结蜡、结垢等因素造成的，仅油井维护性作业费用每年支出上亿元。

现场数据统计，偏磨腐蚀结蜡结垢等因素影响导致抽油杆断脱井，主要发生在抽油杆杆体上（即抽油杆扳手方之间抽油杆杆体）。近年来，针对存在井筒腐蚀、结蜡、结垢的定向井、大斜度井，为了减缓管杆偏磨引发的频繁杆断脱故障，目前主要措施是在油井生产过程中，进行井筒加注防蜡、防垢药剂，配套研发抽油杆扶正器、扶正抽油杆以及防腐抽油杆等工具，但仍存在以下问题：

一是药剂用量较大，费用高。

二是常用的扶正防磨工具（抽油杆扶正器、扶正抽油杆），只能实现“点、段”上防磨，即使采用扶正抽油杆（抽油杆上注塑一定数量尼龙扶正块，一般单根杆上注塑3个）也无法保障整根抽油杆完全避免磨损，而且应用过程中存在尼龙扶正块碎裂、落井卡泵问题；专利申请号为2012205047960，专利名称为防磨抽油杆的专利，公开了在抽油杆杆体上自上而下间隔套固有多个柱状的扶正器，每个扶正块的外径小于套于抽油杆外的油管6的内径，每个扶正块在其外周侧一体地向外凸设有多条倾斜的凸纹部，原理是将扶正块与油管内壁的摩擦从线摩擦转变为面摩擦，大幅增加了油管6的摩擦接触面积，使油管的局部磨损现象大幅降低，但是该扶正器会增加抽油杆往复运动时的阻力，并且阻挡井液的流出，反而降低抽油效率；还有的扶正器耐磨层在扶正器主体的中部，抽油过程中，抽油杆扶正器长时间使用，耐磨层便会出现松动，影响配合，无法满足防磨效果，甚至会造成抽油杆和抽油管的损坏；耐磨层与抽油杆防磨器主体固定后，就不便拆卸维护，使用成本高。

三是目前抽油杆防磨、防腐、防垢、防蜡大多是功能效用单一技术对策，尚无法实现防磨防腐防蜡防垢综合治理的工具或方法手段，例如开展抽油杆防腐则仅能实现防腐效果，而无法同时兼顾防磨、防蜡、防垢，从而导致了技术对策往往存在顾此失彼的普遍问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决定向井、大斜度井管杆偏磨严重，井筒产液腐蚀、结蜡、结垢等因素影响导致抽油杆杆断脱故障频繁、维护性作业频次高、作业费用高的生产问题，提供一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆及方法。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，包括杆体，所述杆体两端均设有扳手方，两端扳手方分别连接公扣接头和母扣接头，所述杆体外固设有高分子聚乙烯层，所述扳手方、公扣接头和母扣接头的外表面均涂覆有防护层。

所述高分子聚乙烯层由多个与抽油杆外的油管同曲率的圆弧形组成。

所述高分子聚乙烯层为与抽油杆形成同心圆。

所述高分子聚乙烯层4厚度为3-4mm。

高分子聚乙烯相对分子量不低于500万，密度≥0.94g/cm³、硬度≥65HD、冲击强度≥50kJ/m²、粗糙度≤8.48μm。

所述扳手方、公扣接头和母扣接头的外表面均涂覆有10-20μm的铜镍合金层。

所述高分子聚乙烯层通过热塑包覆在抽油杆的杆体上。

所述抽油杆上设有扶正器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的这种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，通过在抽油杆杆体外包裹一层高分子聚乙烯，实现油井生产过程中抽油管、杆刚性接触改变为抽油管、高分子聚乙烯层、抽油杆之间的韧性复合接触。

由于高分子聚乙烯材料耐磨性能（摩擦系数低），以及利用高分子聚乙烯材料包覆层表面光滑、附着力差等物理性能，从而实现抽油杆在防磨的同时，兼顾了防腐、防蜡、防垢作用，为改善高腐蚀性、结蜡、结垢井筒特点的定向井、大斜度井管杆偏磨断脱、维护性作业频次高的生产矛盾，提供了一种综合防治手段。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是防磨防腐防蜡防垢型抽油杆的第一种实施方式的横剖图；

图3是防磨防腐防蜡防垢型抽油杆的第二种实施方式的横剖图。

图中：1、公扣接头；2、扳手方；3、杆体；4、高分子聚乙烯层；5、母扣接头；6、油管。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种如图1所示的防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，包括杆体3，所述杆体3两端均设有扳手方2，两端扳手方2分别连接公扣接头1和母扣接头5，所述杆体3外固设有高分子聚乙烯层4，所述扳手方2、公扣接头1和母扣接头5的外表面均涂覆有防护层。

本实用新型通过在抽油杆杆体3外包裹一层高分子聚乙烯，实现油井生产过程中抽油管、杆刚性接触改变为抽油管、高分子聚乙烯层4、抽油杆之间的韧性复合接触。

由于高分子聚乙烯材料耐磨性能（摩擦系数低），以及利用高分子聚乙烯材料包覆层表面光滑、附着力差等物理性能，从而实现抽油杆在防磨的同时，兼顾了防腐、防蜡、防垢作用，为改善高腐蚀性、结蜡、结垢井筒特点的定向井、大斜度井管杆偏磨断脱、维护性作业频次高的生产矛盾，提供了一种综合防治手段。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，所述高分子聚乙烯层4由多个与抽油杆外的油管6同曲率的圆弧形组成。如图2所示。

高分子聚乙烯层4采用与抽油杆外的油管6同曲率的圆弧形，可以增大高分子聚乙烯层4与油管6内壁的接触面积，使杆管之间为面接触、面磨损，提高耐磨性。

在本实施例中，所述高分子聚乙烯层4厚度为3-4mm。

高分子聚乙烯相对分子量不低于500万，密度≥0.94g/cm³、硬度≥65HD、冲击强度≥50kJ/m²、粗糙度≤8.48μm。

所述扳手方2、公扣接头1和母扣接头5的外表面均涂覆有10-20μm的铜镍合金层。

所述高分子聚乙烯层4通过热塑包覆在抽油杆的杆体3上。目的是确保高分子聚乙烯层4能够与抽油杆杆体3之间高附着力。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，所述高分子聚乙烯层4为与抽油杆形成同心圆。如图3所示。此时，高分子聚乙烯层4与油管6内壁的接触为线接触。

在本实施例中，所述高分子聚乙烯层4厚度为3-4mm。

高分子聚乙烯相对分子量不低于500万，密度≥0.94g/cm³、硬度≥65HD、冲击强度≥50kJ/m²、粗糙度≤8.48μm。

所述扳手方2、公扣接头1和母扣接头5的外表面均涂覆有10-20μm的铜镍合金层。

所述高分子聚乙烯层4通过热塑包覆在抽油杆的杆体3上。目的是确保高分子聚乙烯层4能够与抽油杆杆体3之间高附着力。

高分子量聚乙烯分子链特长，物理力学性能和化学性能独特，几乎集中了各种塑料的优点。从防磨角度而言，超高分子量聚乙烯材料的以下四个特征：一是耐磨性极高，比聚四氟乙烯高4倍，比碳钢高6倍。二是抗冲击强度很高，为聚碳酸酯的2倍，ABS的5倍。三是摩擦系数低，摩擦系数为0.05-0.08 为钢材摩擦系数的1/10-1/20。四是化学稳定性很高，在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质及有机介质的作用。因此，超高分子量聚乙烯能有效防止杆管偏磨及腐蚀，延长油井检泵周期。

从防蜡角度而言，具有以下两个特征：一是保温性能好，导热系数极低,为0.42W/M.K，约为钢材(油管6)的1%。二是自润滑性好，其自润滑性与聚四氟乙烯相当；摩擦系数为0.05-0.08，约是钢材摩擦系数(0.58) 的1/10。因此，超高分子量聚乙烯能有效防止结蜡。

实施例4：

本实施例提供了一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，包括杆体3，所述杆体3两端均设有扳手方2，两端扳手方2分别连接公扣接头1和母扣接头5，所述杆体3外固设有高分子聚乙烯层4，所述扳手方2、公扣接头1和母扣接头5的外表面均涂覆有防护层。

所述高分子聚乙烯层4由多个与抽油杆外的油管6同曲率的圆弧形组成。

所述抽油杆上设有扶正器。

由于抽油杆是由多段杆螺纹连接而成，在采油过程中抽油杆的弯曲和由于弯曲而造成与油管6的压力摩擦是不可避免的，通常采用的解决办法是在抽油杆上安装数个扶正器，扶正器用低于抽油杆、油管6硬度的材料制成，扶正器的外径与油管6孔径存有较小的间隙，由此，扶正器既可起到对抽油杆的扶正作用，又可保护或减少抽油杆的磨损。但是抽油杆扶正器主要是将耐磨层直接套在扶正器主体的中部，抽油过程中，抽油杆扶正器长时间使用，耐磨层便会出现松动，影响配合，无法满足防磨效果。

本实施例通过高分子聚乙烯层4和扶正器结合，不仅避免偏磨而且防磨防腐防蜡。

实施例5：

本实施例提供了一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，所述扳手方、公扣接头和母扣接头的外表面均涂覆有10-20μm的铜镍合金层。

所述铜镍合金由以下重量百分比的物质组成：镍68%，铜25%，铁1.5%，碳0.2%，硅1.6%，锰0.8%，钛0.8%，硼0.01%，银0.09%，铝2%。

本实施例提供的铜镍合金耐腐蚀性好。加入适量的Fe 有利于细化晶粒、提高合金的耐腐蚀性能，添加硼能够提高强度，同时利于改善合金的润湿性，有利于提高铜镍合金的加工性能，特别是显著提高了合金的冷加工性能。制备过程采用现有工艺即可。

实施例6：

本实施例提供了一种抽油杆防磨防腐防蜡防垢方法，在抽油杆的杆体3外热塑包覆3-4mm的高分子聚乙烯层4，利用高分子聚乙烯的保温性和自润滑性实现防蜡防垢，链长实现耐磨，化学性质稳定实现防腐；

其中，高分子聚乙烯层4由多个与抽油杆外的油管6同曲率的圆弧形组成，增大了高分子聚乙烯层4与油管6内壁的接触面积。使杆管之间为面接触、面磨损，提高耐磨性。

其中，高分子聚乙烯层4厚度为3-4mm。

高分子聚乙烯相对分子量不低于500万，密度≥0.94g/cm³、硬度≥65HD、冲击强度≥50kJ/m²、粗糙度≤8.48μm。

综上所述，本实用新型提供的这种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，通过在抽油杆杆体3外包裹一层高分子聚乙烯，实现油井生产过程中抽油管、杆刚性接触改变为抽油管、高分子聚乙烯层4、抽油杆之间的韧性复合接触。

由于高分子聚乙烯材料耐磨性能（摩擦系数低），以及利用高分子聚乙烯材料包覆层表面光滑、附着力差等物理性能，从而实现抽油杆在防磨的同时，兼顾了防腐、防蜡、防垢作用，为改善高腐蚀性、结蜡、结垢井筒特点的定向井、大斜度井管杆偏磨断脱、维护性作业频次高的生产矛盾，提供了一种综合防治手段。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (6)

1.一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，包括杆体（3），所述杆体（3）两端均设有扳手方（2），两端扳手方（2）分别连接公扣接头（1）和母扣接头（5），其特征在于：所述杆体（3）外固设有高分子聚乙烯层（4），所述扳手方（2）、公扣接头（1）和母扣接头（5）的外表面均涂覆有防护层；

所述高分子聚乙烯层（4）与抽油杆形成同心圆或由多个与抽油杆外的油管（6）同曲率的圆弧形组成。

2.根据权利要求1所述的一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，其特征在于：所述高分子聚乙烯层（4）厚度为3-4mm。

3.根据权利要求1所述的一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，其特征在于：高分子聚乙烯相对分子量不低于500万，密度≥0.94g/cm³、硬度≥65HD、冲击强度≥50kJ/m²、粗糙度≤8.48μm。

4.根据权利要求1所述的一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，其特征在于：所述扳手方（2）、公扣接头（1）和母扣接头（5）的外表面均涂覆有10-20μm的铜镍合金层。

5.根据权利要求1所述的一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，其特征在于：所述高分子聚乙烯层（4）通过热塑包覆在抽油杆的杆体（3）上。

6.根据权利要求1所述的一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆，其特征在于：所述抽油杆上设有扶正器。