1、延安嘉盛石油機械有限責任公司抽油桿質量的控制基礎知識編制：2007 年 11 月 27 日2006 年我國石油的產量達到了 1.845 億噸但其中的 20%是靠三 抽井產出的（抽油機、抽油泵、抽油桿） ，這就和我們所從事工作緊 密的聯系起來了。一、抽油桿是桿泵井的關鍵部件之一為什么說抽油桿是桿泵井的關鍵部件， 主要是它用在“三抽”（ 抽 油機、抽油桿、抽油泵）井和地面驅動（抽油桿上連抽油機，下連 抽油泵）抽油機通過抽油桿帶動抽油泵的柱塞上下往復，從而將原 油抽到地面上來。不論抽油泵的種類有何變化（抽油泵有往復泵、 柱塞泵、活塞泵、防沙泵等等）都少不了抽油桿。抽油桿的產品質量對原油生產的影響如果

2、沒有抽油桿我國 70% 的原油生產不出來。因為抽油桿在服役過程中要承受周期變化的拉伸載荷作用有些 油進中含有水 CO2、 H2S 和鹽等腐蝕介質因此抽油桿的主要失效形 式是疲勞斷裂或腐蝕疲勞斷裂，而抽油桿本身的內在質量決定了疲 勞期的長短就像我們人一樣為什么有些人能活到7080 歲而有些人卻壽命很短，這是因為身體素質不一樣。身體素質直接表現在一個 人的免疫系統，在同樣的氣候環境下吃喝同樣的食物，穿著一樣服 裝，結果都不一樣有人很健康有人會生病或死亡。當一個人欣賞自 己的作品時往往覺的很好很滿意當他走到外面看到外面的世界繽紛 多彩才能知道原來世界上有比他更好的東西這說明什么，孔圣人曾 說過三人行

3、必有我師，到我們的隔壁三利公司去看看他們不在做抽 油桿，去看人家鍛出的桿頭，人家熱處理出來的桿體是啥樣。大家 都知道坐井觀天的故事，如果說過去跳出進眼前是黑的那么現在就 有同行在眼前參觀也是學習也是提高從中找出自己的差距。抽油桿生產已有 100 多年的歷史，最早的抽油桿是木制的美國 的內瑞斯公司（ Norris ） 1892 年首先生產了金屬抽油桿 ;1928 年首先 對抽油桿進行整體熱處理 ;1950 年首先生產了帶卸槽的外螺紋接 頭 ;1959 年首先生產了滾壓外螺紋 ;1969 年首先生產了擠壓螺紋的接 箍.我國的抽油桿生產也有四、五十年的歷史。 70 年代初我們進廠 時螺紋加工是旋風銑

4、，后來逐步推廣了滾壓螺紋，鍛機是垂直鍛造。二、鋼件的加工形式我們知道一件零件的形成要經過很多工序才能完成，設計一件 零件首先要考慮到它的使用性能和工作環境，然后選擇合適經濟的 鋼種，其次要考慮的是它的加工方法。20CrmoA 所以被造來做抽油桿是因為它具備抽油桿服役期的 以下三個條件 :1、有較高的抗拉強度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、國產原料與國外對照表行標 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從表中看出國產的幾何尺寸控制要比國外的嚴格一些四、鍛造質量的控制什么是質量？什么又是技術？這個問題很好回答，質量的本質 就包含了技術。當一個實物它的內在質量和外觀的質量都能滿足要 求時我們說這個實物各項指標符合設計要求，技術指標達到了設計 要求。抽油桿由于它在進下服役的特殊性我們可以設想如果井深是2000米桿長為10米那么需要200節抽油桿這200節抽油桿在每分鐘 5-8次的往復運

6、動在加上井下 H2S、CO2和Nacl的腐蝕，其有瑕疵的 地方就最先發生斷脫所以說鍛造質量是關鍵之一。1抽油桿鍛造質量問題主要有過熱、過燒、桿頭出現折迭、過充滿、未充滿、桿頭不圓滑等缺陷。2抽油桿斷裂主要發生在鍛造熱影響區，其主要原因是抗疲勞性 能低。3. 所以抽油桿的質量取決鍛造質量和熱處理及螺紋加工質量這 三個關鍵因素。4. 鍛造質量除去設備和原材料的原因可分為桿頭加熱、 鍛造工步 的選擇、鍛模的質量、模具修磨的質量、鍛打手的熟練程度。5. 過熱和過燒是兩個不同的概念。 當抽油桿在加熱過程中溫度達 到 1250C. 時就會出現晶粒粗大的現象，我們把這種現象叫過熱。當 溫度到13000時就會

7、出現晶界熔化的現象這種現象稱為過燒；而這 兩種現象是無法檢測的，當然較為嚴重的過熱、過燒在鍛造時和熱 處理拉伸時會斷裂而過熱就象定時炸彈一樣隨時會爆炸，而較輕微 的就不易拉斷。6. 鍛造鐓粗部位的質量要求6.1 在鐓粗區直徑等于扳手方寬度以上的部位允許出現縱向缺陷。 從直徑等于扳手方寬度的部位起到桿體的鐓粗區域上出現的縱向缺陷， 只要在其高度或深度不超過 0.79mm(1/32in )為合格。在這個區域內， 縱向缺陷超過 0.79mm(1/32in )應予以返工。以平滑過度方式清除，但 應保證尺寸在允許公關范圍內。6.2 連續環繞鐓粗區的橫向缺陷，其深度大于 1.58mm(1/16in) 為

8、不合格，應用光滑過渡的形式將其除去。在除去缺陷時，桿體公關應滿 足本標準的要求。大于 3.17mm(1/8in) 的橫向缺陷為不合格。五、熱處理過程控制鋼件通過熱處理不僅可以改進鋼的加工工藝性能， 更重要的是它會 顯著提高鋼的力學性能，增加鋼件的強度和壽命。所謂熱處理就是將鋼在固態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表面淬火化學熱處理淬火與回火是工廠里應用最廣泛的兩種熱處理工藝，這兩種工藝經 常是不可分割緊密銜接的工序。1. 淬火回火的目的：通過淬火回火可以改變材料內部的組織結構使零件獲得良好的機 械性

9、能更好的發揮金屬材料的性能潛力。2. 淬火常常是決定產品最終質量的關鍵淬火通常最主要的是：2.1嚴格控制加熱和冷卻的溫度2.2嚴格控制氧化、脫碳2.3鋼件淬火時是一個加熱過程，在這個過程中：自鐵素體與滲碳體的交界面處開始形成奧氏體的晶核并成長。剩余的滲碳體向奧氏體中繼續分解2.3.2 奧氏體成份均勻化3. 淬火質量的優劣往往表現在淬透性上4. 回火的目的4.1 降低硬度、消除內應力4.2 獲得鋼件所要求的機械性能4.3 穩定工件尺寸鋼件在500-650C。回火得到由奧氏體轉化的回火索氏體。5. 回火的分類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質處理六、抽油桿用鋼的要求1. 我們生產的抽油桿用鋼是優質合金鋼2. 優質鋼（熱軋圓鋼的要求是：2.1 冶煉質量要求：純凈度高、化學元素含量變化范圍小2.2 軋制質量要求：尺寸精度高、表面質量好、彎曲度小、端部不 允許出現馬蹄形2.3 工藝性好： 鍛造性能好、 熱處理質量穩定、 桿頭螺紋易滾壓成 型2.4 力學性能好，有一定的綜合力學性能和抗腐蝕疲勞性能、3. 常用抽油桿用熱軋圓鋼牌號35Mn2A、40Mn?A、20CrmoA、35CrmoA、42CrmoA、20Ni2moA七、桿頭螺紋

11、圓形加工的質量驗收準則1. 通規全部旋入，止規旋入不超過三圈。2. 環規由平面與承載面應緊密接觸0.05的塞尺在任何部位不應塞入。3. 應力槽（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，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