專利名稱：一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末。
背景技術：
抽油機井一直以來都是國內外油田的主要采油方式，而抽油桿接箍則是抽油機井中一個關鍵的部件，它起著連接抽油桿向抽油泵傳遞動力的作用，特別是隨著當前深油井的不斷增多，抽油桿接箍的作用和性能就日漸重要。然而，接箍的實際工作環(huán)境卻十分惡劣，接箍自身的偏磨腐蝕經常導致抽油桿的斷脫；而接箍對抽油管的磨損嚴重時會導致油管穿孔，兩者都會造成油井的停產。
油田目前采用在接箍附近連接扶正器和在接箍表面噴焊鎳基合金的方式來解決以上問題。扶正器的使用的初期能起到預料的作用，但在使用后期問題較多，如自身磨損后接箍和油管仍然要磨損、磨損形成的磨屑還可能造成泵漏失、過多的扶正器還能增大抽油機的載荷和活塞效應反而會加重抽油桿的磨損等。接箍表面噴焊鎳基合金(多數(shù)為Ni60合金粉末)后的接箍很好的解決了接箍自身的磨損和腐蝕問題，使得抽油桿連接處的斷脫問題得到有效解決。同時在鎳基合金中復合有減摩元素的涂層也能在一定程度上減少對油管內壁的磨損，但從使用效果看，發(fā)現(xiàn)此類合金涂層接箍依然存在磨穿油管的問題，特別是井筒中的造斜段這種情況出現(xiàn)較多，說明這種涂層減少油管內壁磨損的性能依然有待提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，該粉末通過噴焊的方式涂覆在抽油桿接箍表面，能大大提高接箍的耐腐蝕耐磨性能，同時能大大減少對接箍對油管的磨損。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下設計方案一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，其特征在于，該噴焊粉末由5％～30％質量百分含量的FeS粉末與70％～95％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。
該噴焊粉末由5％質量百分含量的FeS粉末與95％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。
該噴焊粉末由10％質量百分含量的FeS粉末與90％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。
該噴焊粉末由30％質量百分含量的FeS粉末與70％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。
Ni60自熔合金粉末的具體成分按照質量百分含量分別為碳0.5％～1.1％，鉻14％～20％，硅3.5％～5.5％，硼3.0％～4.5％，鐵＜17％，余量為鎳。
FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆為20μm～102μm。
各個組分的含量確定如下首先，選取普通鎳基噴焊接箍用的Ni60合金粉末作為主體成分。本發(fā)明控制其質量百分含量占混合粉末的70％～95％，目的是保證該混合噴焊粉末具有很好的自熔性能和耐蝕耐磨性能。Ni60自熔合金粉末的粒度選為20μm～102μm是因為粒度小于20μm會導致粉末在噴涂過程中向周圍飛濺降低沉積率，而粒度大于102μm又會出現(xiàn)粉末內部熔不透等影響涂層質量的問題。
其次，選取FeS粉末作為固體潤滑劑添加到噴焊粉末中，本發(fā)明中FeS含量在5％～30％范圍內，目的是在保證涂層耐磨耐蝕性能前提下，有效解決不同井況條件下的自潤滑問題。FeS粉末的粒度選為20μm～102μm是因為一是為了保證與Ni60粉末的均勻混合，二是為了保證粉末在熱噴涂過程中的沉積率，本發(fā)明的優(yōu)點是1、通過FeS自潤滑粉末的添加顯著提高了接箍的自潤滑性能，有效的減少了對油管內壁的磨損。
2、通過保證粉末中鎳基自熔合金的較高比例，使得該自潤滑鎳基噴焊粉末處理后的接箍具有優(yōu)異的耐蝕和耐磨性能。
3、由于采用本發(fā)明中的自潤滑鎳基合金噴焊粉末對接箍表面處理的方法與普通鎳基合金噴焊粉末涂層完全一致，因此非常易于加工和操作。
具體實施例方式
一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，其特征在于，該噴焊粉末由5％～30％質量百分含量的FeS粉末與70％～95％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。將兩種粉末在使用前混合均勻，即可作為最終粉末用于接箍表面涂層的噴焊。噴焊過程為首先將普通接箍表面依次經過預熱、噴涂和重熔處理，再在表面形成自潤滑鎳基合金噴焊層，最后經過表面打磨處理，即可得到具有優(yōu)異自潤滑性能的新型耐蝕耐磨接箍。
本發(fā)明接箍用自潤滑鎳基噴焊粉末的制備過程如下首先，噴焊粉末的配置。選取成都大光熱噴涂材料有限公司生產的DG.Ni60A自熔合金粉末，其具體成分按照質量百分含量分別為碳0.5％～1.0％，鉻14％～19％，硅3.5％～5.0％，硼3.0％～4.5％，鐵＜8.0％，余量為鎳。
其次，選取市售的分析純級別的FeS粉末，作為固體潤滑劑。將其按照5％～30％質量百分含量與70％～95％質量百分含量的鎳基自熔合金粉末均勻混合，形成抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末。
實施例一，一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，由5％質量百分含量的FeS粉末與95％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成，Ni60自熔合金粉末選用成都大光熱噴涂材料有限公司生產的DG.Ni60A自熔合金粉末；FeS粉末選用市場上通用的分析純級別的FeS粉末。FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆為20μm～102μm。
使用本發(fā)明抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末噴焊抽油桿接箍的方法如下將抽油桿接箍表面依次經過預熱、噴涂和重熔處理，在表面形成0.25～0.60mm的自潤滑鎳基合金噴焊層，最后經過砂帶表面打磨處理至Ra0.8μm，即可得到具有優(yōu)異自潤滑性能的新型耐蝕耐磨接箍。
實施例二，一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，由10％質量百分含量的FeS粉末與90％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成，Ni60自熔合金粉末選用成都大光熱噴涂材料有限公司生產的DG.Ni60A自熔合金粉末；FeS粉末選用市場上通用的分析純級別的FeS粉末。FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆為20μm～102μm。
使用本發(fā)明抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末噴焊抽油桿接箍的制作方法同實施例一。
實施例三，一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基自熔合金噴焊粉末，由30％質量百分含量的FeS粉末與70％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成，Ni60自熔合金粉末選用成都大光熱噴涂材料有限公司生產的DG.Ni60A自熔合金粉末；FeS粉末選用市場上通用的分析純級別的FeS粉末。FeS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆為20μm～102μm。
使用本發(fā)明抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末噴焊抽油桿接箍方法同實施例一。
在實驗室環(huán)境下對以上三個實施事例中的噴焊層進行磨損和腐蝕性能評價。磨損試驗在MM-200型摩擦磨損試驗機上進行，塊試樣采用油田用N80油管，環(huán)試樣為45鋼基材表面噴焊0.25～0.60mm厚的涂層，涂層成分分別為通用Ni60粉末和本發(fā)明中的含F(xiàn)eS的Ni60噴焊粉末。實驗表明，在400N的載荷，400轉/分的轉速，以及20分鐘時間和水潤滑條件下，與N80塊/通用Ni60涂層環(huán)摩擦副相比，實施例一、二、三中含F(xiàn)eS的Ni60涂層環(huán)試樣的磨損量變化均很小，但對應的塊試樣的磨損量則降低了近40倍，尤以實施例二效果最好。FeS的添加使得塊試樣與環(huán)試樣的磨損量處于同一個數(shù)量級，并且在塊試樣的磨損表面發(fā)現(xiàn)了FeS層的涂抹現(xiàn)象，表明FeS粉末的添加有效地改善了鎳基噴焊層的自潤滑性能，可以減少油管的磨損，對油管形成有效保護。腐蝕試驗分別在濃度30％的HCl溶液和濃度50％的NaOH溶液中進行，對Ni60噴焊涂層和三個實施事例中含F(xiàn)eS的涂層試樣在常溫和100℃溫度條件下進行24小時浸泡試驗，結果表明，Ni60涂層和三個實施事例中含F(xiàn)eS的涂層的各個試樣均沒有發(fā)生明顯腐蝕失重，充分表明了本發(fā)明中的接箍用噴焊粉末具有與Ni60噴焊粉末同樣優(yōu)異的耐腐蝕性能。
權利要求
1.一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，其特征在于，該噴焊粉末由5％～30％質量百分含量的FeS粉末與70％～95％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。
2.如權利要求1所述的抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，其特征在于，該噴焊粉末由5％質量百分含量的FeS粉末與95％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。
3.如權利要求1所述的抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，其特征在于，該噴焊粉末由10％質量百分含量的FeS粉末與90％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。
4.如權利要求1所述的抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，其特征在于，該噴焊粉末由30％質量百分含量的FeS粉末與70％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。
5.如權利要求1或2或3或4所述的抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，其特征在于，Ni60自熔合金粉末的具體成分按照質量百分含量分別為碳0.5％～1.1％，鉻14％～20％，硅3.5％～5.5％，硼3.0％～4.5％，鐵＜17％，余量為鎳。
6.如權利要求1或2或3或4所述的抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，其特征在于，F(xiàn)eS粉末和Ni60自熔合金粉末的粒度皆為20μm～102μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抽油桿接箍用自潤滑鎳基合金噴焊粉末，該噴焊粉末由5％～30％質量百分含量的FeS粉末與70％～95％質量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合而成。將兩種粉末在使用前混合均勻，即可作為最終粉末用于接箍表面涂層的噴焊。使用本發(fā)明自潤滑鎳基自熔合金噴焊粉末噴焊后的抽油桿接箍不僅完全能夠滿足油田現(xiàn)場耐磨耐蝕要求，而且能夠顯著改善當前油田用鎳基噴焊涂層接箍的自潤滑性能，實現(xiàn)對接箍和油管的有效保護。其在接箍表面噴焊制造的過程和加工工藝簡單通用，特別適用于油田斜井、深井以及其它偏磨和油管磨損嚴重油井的接箍表面噴焊使用。
文檔編號B23K35/24GK101021008SQ20071006473
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權日2007年3月23日
發(fā)明者田斌, 黃錦濱, 張庚娟, 潘衛(wèi)國 申請人:安東石油技術(集團)有限公司