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| 首頁 關(guān)于遠(yuǎn)東 產(chǎn)品目錄 銷售網(wǎng)絡(luò) 生產(chǎn)設(shè)備 公司資質(zhì) 技術(shù)支持 聯(lián)系我們 抽油泵和泵筒材料如何選擇
截至 2005 年 4 月，國內(nèi)油田使用有桿泵的井?dāng)?shù)約 15 萬口，其中大部分是式抽油泵，常規(guī)抽油泵已成為主要的采油方式之一。 由于國內(nèi)油田大部分已進(jìn)入了高含水開發(fā)期，加上高含砂、高溫蒸氣稠油開采、注聚合物開采及強(qiáng)腐蝕的介質(zhì)環(huán)境和井況差等因素影響，抽油泵的泵筒和的磨損、腐蝕、劃傷越來越嚴(yán)重，油井平均檢泵周期越來越短，有的甚至不到 30 天就需要檢泵，嚴(yán)重影響油田開發(fā)綜合經(jīng)濟(jì)效益的提高。國內(nèi)外眾多機(jī)構(gòu)投入了大量的力量研究抽油泵的失效原因和防護(hù)措施。其中一個有效的方法就是優(yōu)選泵筒和的材料和表面處理工藝。 泵筒和摩擦副及周圍工作環(huán)境和條件構(gòu)成了一個摩擦學(xué)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的腐蝕磨損量由泵筒的腐蝕磨損量和的腐蝕磨損量的總和所決定。而泵筒和各自的腐蝕磨損量則由構(gòu)成材料的物理機(jī)械化學(xué)性能、相互運(yùn)動關(guān)系、工作環(huán)境和條件等因素決定。最終從抽油泵角度上看，抽油泵泵筒和的材料和表面處理工藝的選擇成為決定這個摩擦學(xué)系統(tǒng)腐蝕磨損量的決定因素。 選擇并優(yōu)化抽油泵泵筒和材料和表面處理工藝的目的是讓這個摩擦學(xué)系統(tǒng)的腐蝕磨損量達(dá)到最小。由于影響因素眾多，所以泵筒和的材料選擇匹配仍然沒有一個理論指導(dǎo)，研發(fā)人員目前做的最多的工作是選擇各種泵筒和的材料和表面處理工藝，然后在一定的腐蝕磨損條件下進(jìn)行室內(nèi)摩擦磨損試驗，從試驗的結(jié)果來確定在這種試驗條件下，應(yīng)該選擇什么樣的泵筒材料。這里介紹兩種試驗結(jié)果： 第一種結(jié)果：抽油泵泵筒材料及表面處理工藝為 45 鋼表面化學(xué)鍍鎳磷合金、 303 鋼表面鍍鉻、 4% － 6% 鉻鋼加壓氮化等 3 種；材料及表而處理工藝為碳鋼鍍鉻、碳鋼激光處理、海軍黃銅化學(xué)鍍鎳磷合金、蒙耐爾合金鍍鉻等 4 種。將上述材料分別配對進(jìn)行耐磨性試驗，試驗用的摩擦副由環(huán)和塊組成。介質(zhì)為清水，溫度 60 ℃ ，黏度為 0.000653Pa/s 。試驗機(jī)為 MG － 200 型高速高溫摩擦磨損試驗機(jī)。所加載荷 1kN ，試件總摩擦行程為 20km 。通過對不同泵筒和的材料及表面處理工藝的配對耐磨性試驗研究，并按先失效原則排序，可供選用泵筒和摩擦副最優(yōu)匹配材料分別為碳鋼化學(xué)鍍鎳磷合金和碳鋼鍍鉻。 第二種結(jié)果： 抽油泵泵筒材料及表面處理工藝為碳鋼表面鍍鉻、碳鋼表面化學(xué)鍍鎳磷合金和 38CrMoAl 氮化；材料及表面處理工藝為碳鋼表面鍍鉻、碳鋼表面化學(xué)鍍鎳磷合金、碳鋼表面噴焊鎳基合金和 38CrMoAl 氮化，分別組合配對成 9 對摩擦副。試驗?zāi)Σ粮庇森h(huán)和柱構(gòu)成。試驗介質(zhì)為含油污水，其中含油 5% ；水中的礦物質(zhì)含量：氯離子 11000mg/1 ，二氧化碳 25mg/1 ，鈣離子 25mg/1 ，碳酸氫根離子 30mg/1 ，鎂離子 13mg/1 ，總鐵 8mg/1 ；含砂 0.4% ；溫度為 60 ℃ 。同樣采用國產(chǎn) MG-200 高速高溫摩擦磨損試驗機(jī)。試驗載荷 100N ，摩擦總行程約為 6km 。綜合分析試驗結(jié)果，認(rèn)為碳鋼噴焊與碳鋼鍍鉻泵筒配對為最優(yōu)， 38CrMoAI 氮化與碳鋼鍍鉻泵筒配對次之。 上述可見，實驗室的試驗結(jié)果是在設(shè)定的條件下得出的。如果變化不同的試驗條件，則工作量巨大，即使變化不同的條件，也不一定和油田現(xiàn)場井下條件一致，所以實驗結(jié)果是有局限性的。由于試驗條件和摩擦副的形狀不同，各個試驗結(jié)果之間也沒有可比性。 可以看出，通過試驗確定抽油泵泵筒和材料匹配有其不足，試驗沒有理論指導(dǎo)因此試驗工作量很大。試驗所選用的材料只是眾所周知的已有材料，很難提出其它并未在抽油泵上使用過的但性能可能更好的材料。 隨著材料工程學(xué)的發(fā)展和新的材料表面處理工藝出現(xiàn)，很多材料和表面處理工藝都有可能應(yīng)用于泵筒和表面，靠單純的實驗室配對材料的摩擦磨損試驗來決定取舍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足目前對提高抽油泵泵筒和壽命的急迫要求，如何借助材料學(xué)和其它學(xué)科的原理與技術(shù)來設(shè)計泵筒和配對材料是目前急需解決的課題。 | |||||||||
