用20CrMo钢制造耐腐蚀K级抽油杆的试验研究

介绍了制造Ｄ级抽油杆的２０ＣｒＭｏ钢材料；叙述了用它来研制耐腐蚀Ｋ级抽油杆的选材依据，研制过程，适用范围及矿场应用。２０ＣｒＭｏ钢与２０Ｎｉ２Ｍｏ钢Ｋ级抽油杆对比表明，用２０ＣｒＭｏ代替２０ＮｉＭｏ钢不仅降低了材料成本，而且具有优良才使用。     

渗铬35CrMo钢耐CO_2腐蚀性能研究

利用显微镜观察35CrMo钢表面渗铬后的截面,发现形成了均匀连续的渗铬层,表面主要形成了Cr23C6和Cr7C32种组织。由于这2种组织的生成,明显提高了材料表面的硬度。失重法测得渗铬35CrMo钢的CO2平均腐蚀速率比母材降低了1个数量级,35CrMo钢发生严重的CO2腐蚀破坏,但35CrMo钢表面渗铬很好地改善了材料的耐CO2腐蚀性能。电化学试验表明腐蚀过程中渗铬表面生成了钝化膜,能对材料起到很好的保护作用。     

35CrMo钢热喷涂层耐CO2腐蚀性能研究

35CrMo钢表面爆炸喷涂WC-Co和等离子喷涂Cr2O3后都形成了具有一定厚度的涂层,涂层大大提高了母料的表面硬度.失重法测得2种涂层的CO2平均腐蚀速率比母材降低了2个数量级;CO2腐蚀后2种涂层表面光滑平整,没有发生明显的腐蚀痕迹,而35CrMo钢产生严重的CO2腐蚀.电化学实验表明,在酸性介质中WC-Co和Cr2O3涂层稳定性好,不会被破坏,涂层对基体材料有很好的保护性.     

20CrMo钢在NaCl和CO_2介质中的腐蚀开裂机制

通过对目前我国大量使用的抽油杆材料20CrMo钢在NaCl和CO_2介质中腐蚀后裂纹动态形核及扩展机制的试验观察,揭示了抽油杆在含这类介质条件下使用的失效原因,为防止抽油杆失效提供了理论依据。     

感应淬火提高35CrMo钢抽油杆疲劳强度的研究

探讨了对３５ＣｒＭｏ钢制Ｄ级抽油杆和热轧态坯料进行表层感应淬火处理，以提高抽油杆疲劳强度的可能性。实验表明：以热轧态坯料经感应淬火生产超高强度抽油杆的工艺路线是很有希望的，比Ｄ级抽油杆疲劳极限提高３６％。文中还对正火高温回火态Ｄ级抽油杆再经感应淬火后疲劳极限提高幅度相对较小的原因作了分析。     

20CrMo超高强度抽油杆的疲劳可靠性分析

为了提高抽油杆的产品质量,必须保证给定疲劳寿命的可靠性。为此,需要进行疲劳寿命试验,并分析其可靠性。石油大学（北京）与东北输油管理局铁岭机械厂合作,对２０ＣｒＭｏ超高强度抽油杆进行了疲劳寿命试验及可靠性分析。现文介绍了疲劳试验的方法、试件及条件;给出了疲劳寿命的概率分布;得出了２０ＣｒＭｏ抽油杆的Ｐ—Ｓ—Ｎ曲线;提出了保证２０ＣｒＭｏ超高强度抽油杆疲劳可靠性的工艺措施。     

用20CrMo钢制造超高强度抽油杆的试验研究

介绍了用我国制造Ｄ级抽油杆的２０ＣｒＭｏ钢研制成功了超高强度抽油杆的试验研究过程并说明了试验过程及结果。给出了最优制造工艺及优化方法，文中还运用疲劳可靠性理论论述了优化抽油杆制造工艺过程的抽油杆的可靠性增长试验及可靠性筛选试验。     

35Mn2钢抽油杆断裂韧度及常规机械性能的试验研究

应用应力强度因子理论和J积分理论得到了材料断裂韧度J_(IC)和平面应变断裂韧度K_(IC)的试验方法,并对抽油杆材料35Mn2钢的机械性能进行大量实测。这项试验研究为评定抽油杆缺陷提供了依据。     

玻璃钢抽油杆在文留油田应用的综合评价

通过对玻璃钢抽油杆在文留油田广泛应用产生的效果进行技术、经济诸方面的综合评价，以期为提高玻璃钢抽油杆质量和其它油田大面积应用提供借鉴。     

20Ni2Mo抽油杆钢在湿H2S环境中的腐蚀速率

文章对20Ni2Mo抽油杆钢在不同浓度及温度下的H2S腐蚀行为进行了研究,并进行了表面腐蚀形貌和扫描电镜分析,为油田选材和防腐实践提供理论依据.结果表明,温度和H2S浓度对20Ni2Mo钢的腐蚀具有交互作用,相同温度条件下H2S浓度增加了20Ni2Mo钢的腐蚀速率,而在同样的H2S浓度下,20Ni2Mo钢的腐蚀速率随温度的增加而增加.     

20CrMo钢短裂纹行为和抽油杆表面允许裂纹深度

研究了抽油杆材料20CrMo钢穿透长、短裂纹和表面长、短裂纹在近门坎区的裂纹扩展行为。结果表明：短裂纹比长裂纹的裂纹扩展速率更快，门坎值更低，表面允许裂纹深度更小。因此，用长裂纹扩展速率和门坎值计算抽油杆剩余寿命，比考虑短裂纹效应的要高，最好使用裂纹扩展速率与有效应力强度因子幅计算抽油杆的剩余寿命。用短裂纹的门坎值重新计算了D级抽油杆各关键部位允许存在的裂纹尺寸。     

柔性连续抽油杆表面防护材料的试验研究

柔性连续抽油杆由于钢丝绳含碳量高 ,耐腐蚀性能差 ,以及工况的特殊性和油田腐蚀环境的复杂性 ,存在严重的腐蚀问题。鉴于此 ,选用柔性连续抽油杆表面防护涂层材料及相关材料进行了老化性能和拉伸性能的综合试验、熔融指数测定试验和腐蚀性能试验等多种对比试验研究。结果表明 ,在用的表面防护材料PA6— 2和拟选用的表面防护材料PA66— 1等尼龙类工程材料具有强度高、韧性好、高低温性能好、加工性能好和耐腐蚀性能好等优点 ,能够满足柔性连续抽油杆在油井环境下的表面防护要求。     

D级抽油杆用20CrMo钢疲劳试验

根据接我国矿场常用抽油机型号和泵挂深度所求得的疲劳应力比，确定了接近正常采油工况条件下的疲劳应力比Ｒ＝０．４，在此应力比下，对Ｄ级抽油杆用２０ＣｒＭｏ钢在ＰＬＧ－１０型高频疲劳试验机上进行了疲劳试验。利用疲劳应用统计学，统计分析出疲劳寿命与疲劳应力幅的关系，获得线性相关表达式为ｌｇＮ＝５７．１１－１９．５１ｌｇＳａ，拉－拉疲劳极限为６８８．２２ＭＰａ。据此，在确定抽油杆工况时，抽油杆的最大疲劳应力应控制在６８８．２２ＭＰａ以下，以确保抽油杆不致疲劳破坏。     

抽油杆柱的纵向振动特性与共振条件

针对美国中西部研究所关于抽油杆柱纵向振动研究力学模型存在的问题 ,在研究抽油杆柱纵向振动特性时 ,提出将抽油杆柱简化为上端固定于随悬点运动的基础之上 ,下端受液体载荷激励的力学模型。得出单级抽油杆柱纵向自由振动的固有频率以及抽油杆柱对悬点运动和泵柱塞液体载荷两种激励的稳态响应计算公式。指出单级抽油杆柱产生共振的条件是激励频率等于基频的奇数倍。证明APIRP11L《有杆抽油系统的设计计算推荐方法》中关于激励频率等于基频偶数倍时单级抽油杆柱将产生共振的结论是错误的 ,并指明导致这一错误结论的根本原因是所采用的力学模型是错误的     

抽油杆在深井中的断裂及其预防措施

以中原石油勘探局文留油田抽油杆的断裂统计为基础，分析了抽油杆断裂的特点和原因，就整个抽油杆柱而言，４５．７９％的断裂发生在井下９００～１５００ｍ杆段；就单根抽油杆而言，５０％～８９．８％的断裂发生在抽油杆接头的圆弧过渡区。断裂的原因是抽油杆头部圆弧过渡区断面变化大，加工时镦锻造成加工缺陷和应力集中，使用时这一部分又是不稳定变形的施力点，因此成为抽油杆的易断裂区域。针对这一情况，提出预防措施一是改进抽油杆的结构或加工工艺；二是实现抽油杆使用管理系列化；三是改进抽油杆柱设计。     

杆头加工偏差对抽油杆强度的影响

以CYG－22B抽油杆为研究对象，当杆头螺纹轴线和杆身轴线有加工偏差（偏心、偏斜或二者同时存在）时，对其应力集中系数进行了较系统的三维有限元分析和试验验证。结果表明，由偏心和偏斜所产生的应力集中位于接近过渡区的一个不大的范围内。在不考虑加工偏差的理想联接状态下，抽油杆杆头各部位的应力集中系数均小于1，杆头上应力集中最严重的部位在扳手平面上下两端面，其数值分别为0．811和0．747。本计算所得结果为抽油杆失效分析和制定允许加工偏差及验收标准提供了依据。     

抽油杆柱脱扣的机理分析

在分析抽油杆柱各部分工作特性的基础上, 就各种扭矩的作用方向、大小和时间对抽油杆柱脱扣的影响作了机理分析。分析结果表明：（１） 扭制钢丝绳的变形扭矩Ｍｇ 在上下行程变向是杆柱脱扣的主要影响因素;（２） 中和点以下杆柱螺旋弯曲产生的扭矩Ｍｎ 主要在螺旋弯曲段对杆柱发生作用;（３） Ｍｇ 对杆柱中上部的作用大, 使杆柱在中上部脱扣的几率较大, 但由于中和点处于杆柱下部, 其附近杆柱受Ｍｇ 和Ｍｎ 作用变化最为频繁, 且还承受附加弯矩Ｍｎ 及轴向压力作用, 故杆柱下部脱扣的频率反而最高。     

抽油杆尼龙扶正器的研制与应用

分析了油管和抽油杆产生偏磨的原因，指出防止油管和抽油杆偏磨的有效措施是采用抽油杆扶正器。针对现有扶正器存在的问题，研制了具有扶正和刮蜡功能的新型抽油杆尼龙扶正器。新型扶正器分活动式和热固式两种。前者是由形状相同、内壁带凸校的两部分扣在一起，靠锁齿锁紧固定在抽油杆杆体上，而后者是将扶正器注塑在抽油杆杯体上。介绍了两种新型扶正器的规格和主要技术指标。热固式尼龙扶正器的现场使用情况表明，抽油杆断脱率大大降低，油管断裂、穿孔事故减少，检泵周期延长。     

一种新型抽油杆打捞筒的研制及应用

塔河油田油井深度普遍在5 350～6 600 m,且以裸眼完井为主,打捞落鱼难度大,特别是油井内抽油杆随油管一并断脱形成复杂落鱼,进一步加剧打捞难度。为提高抽油杆打捞成功率,研制出一种新型抽油杆打捞筒,该装置由引筒、翻板及套铣筒3部分组成,引筒引导落鱼逐步进入翻板及套铣筒,实现打捞抽油杆下部接箍的目的。通过在TH10341井应用抽油杆打捞筒6次,成功捞获井筒内全部弯曲抽油杆,提高了修井进度,减少了作业成本,恢复油井产能5 400 t,创造效益864×10⁴元。