抽油桿是抽油機井的細(xì)長桿件，它上接光桿，下接抽油泵起傳遞動力的作用。抽油桿單根長度為7.6或8米,材質(zhì)一般是高碳鋼表面鍍硬鉻,在油管內(nèi)用內(nèi)螺紋箍一根根連接起來一直延伸到地下油層處的活塞上,通過往復(fù)運動來泵油.目前的油井長度一般在兩千米左右,以勝利油田為例,最深的以達(dá)三千余米.

　　關(guān)鍵詞：抽油桿,機械產(chǎn)品,論文發(fā)表

　　抽油桿的修復(fù)首先是要改善抽油桿表面質(zhì)量，常規(guī)抽油桿經(jīng)過高頻淬火加噴丸處理后，改變了零件表層的殘余應(yīng)力狀態(tài)，將疲勞裂紋由表面驅(qū)趕到次表面上萌生，這樣不僅減少了疲勞裂紋，也降低了周圍介質(zhì)對抽油桿的腐蝕，同時采用噴丸+表面高頻淬火的方法修復(fù)修復(fù)的抽油桿，其淬硬層的抗拉強度增高，淬硬層比心部具有更高的抗疲勞強度，而心部因其硬度低而具有良好的韌性，這種里韌外硬的抽油桿其疲勞壽命無疑會大為改善。

　　抽油桿是油田有桿采油中關(guān)鍵的機械產(chǎn)品之一，每年油田都投入大量資金用于抽油桿的采購和修復(fù)，對使用后的抽油桿進(jìn)行修復(fù)，是油田降本增效的有效措施?，F(xiàn)階段，油田抽油桿修復(fù)工藝主要分為兩類：一類屬于分揀類，只對抽油桿進(jìn)行簡單清洗、表面檢驗和涂漆包裝，抽油桿使用性能沒有得到提高;一類屬于強化類，不僅對抽油桿進(jìn)行分揀，還要通過表面噴丸強化、高頻淬火等措施，期望提高抽油桿的抗疲勞性能，從而提升抽油桿的使用性能，延長抽油桿的使用壽命，降低原油的開采成本。

　　1 抽油桿的主要失效形式

　　由于抽油桿的主要失效形式是疲勞斷裂或腐蝕疲勞斷裂，因此，抽油桿的修復(fù)主要是恢復(fù)其抗疲勞性能和抗腐蝕疲勞性能。疲勞失效的過程主要分為裂紋萌生、裂紋擴(kuò)展和斷裂三個階段。各種研究表明，無論在有無腐蝕介質(zhì)條件下，裂紋萌生階段都占整個疲勞壽命的主要部分，而疲勞擴(kuò)展期的壽命只占總壽命的一小部分。因此，若防止疲勞斷裂，主要是防止疲勞裂紋的萌生。疲勞裂紋常常萌生在構(gòu)件的表面，因為受彎曲應(yīng)力或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力及其組合應(yīng)力時，表面應(yīng)力最大。即使受拉伸載荷作用，截面上處處承受均勻拉伸，但表面晶粒不受約束，易于塑性變形，這就為裂紋萌生提供了優(yōu)于內(nèi)部晶粒的條件。

　　2 修復(fù)熱處理工藝及其應(yīng)用

　　表面高頻淬火的原理是利用高頻電流感應(yīng)對抽油桿加熱，淬火，增加抽油桿表面的硬度，提高桿體機械性能，表面淬火后還應(yīng)回火消除淬火應(yīng)力，一般情況下采用自回火工藝。

　　我們挑選了5種不同廠家生產(chǎn)的抽油桿采用同一技術(shù)進(jìn)行表面淬火+自回火處理，然后進(jìn)行對比研究分析，以期找出在熱處理過程中存在的問題并進(jìn)行分析。實驗數(shù)據(jù)見表1。

　　從表1數(shù)據(jù)可以看出：1#含碳量低表面淬火效果不良;2#基體組織含碳量低，調(diào)質(zhì)后硬度較低，表面淬火后硬度提高;3#含碳量低，表面淬火效果不佳;4#中碳鋼，表面淬火效果好;5#含碳量到一定程度，基體調(diào)質(zhì)后具有一定的硬度，表面淬火后硬度較高，但是加熱溫度略顯不足，表面硬度不能達(dá)到要求。對此，我們進(jìn)行了以下的比較研究：

　　(1)根據(jù)基體金相組織分析，2#、3#、5#原桿進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理，而1#、4#原桿進(jìn)行了正火或正火+回火處理，這兩種熱處理方式均有利于隨后的表面感應(yīng)淬火處理，5種抽油桿經(jīng)同一工藝處理后，表層組織均發(fā)生了轉(zhuǎn)變，其中，3#為回火索氏體，其余均為鐵素體+屈氏體，同時，4#樣品經(jīng)熱處理后表面硬度得到了明顯提升。4#樣品表層組織為屈氏體+小量鐵素體，屈氏體組織很致密，具有較高的強度和硬度，并有比馬氏體好的韌性和塑性，硬度約為HRC35-45，根據(jù)碳鐵平衡相圖，材料含碳量越高，鋼組織中的滲碳體相越多，因此，隨著含碳量增高，鋼的強度、硬度增加，根據(jù)《舊抽油桿及其接箍修復(fù)與檢測技術(shù)條件》規(guī)定，經(jīng)表面淬火處理的抽油桿，表面硬度應(yīng)〉35HRC，有上述實驗數(shù)據(jù)，可見，僅4#符合要求，通過以上分析，我們可以得出中碳鋼適于進(jìn)行表面淬火處理，并能取得較好的效果，能有效提高桿體表面質(zhì)量。(2)由于淬火后，材料存在較高的內(nèi)應(yīng)力，所以，現(xiàn)在抽油桿經(jīng)淬火后應(yīng)該進(jìn)行自回火處理以細(xì)化組織，消除應(yīng)力?，F(xiàn)在修復(fù)抽油桿廠家多采用空冷自回火工藝?；鼗饻囟鹊牟煌瑫绊戜摬牡慕M織，高溫回火，易形成回火索氏體，該組織具有良好的韌性，但硬度較低，低溫回火，易形成馬氏體，該組織硬度高，但韌性差，中溫回火，易形成回火屈氏體，該組織既有良好的韌性，也具有較高的硬度。自回火就是當(dāng)淬火后尚未完全冷卻，利用在工件內(nèi)殘留的熱量進(jìn)行回火?？绽渥曰鼗鸩粌H簡化了工藝，而且節(jié)省了設(shè)備投資，但自回火的工藝不易掌握。

　　由于回火處理具有時間越短、溫度越低，回火后硬度越高的特點，所以，采用空冷自回火工藝時，應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境溫度和淬火溫度進(jìn)行合理調(diào)整，以期取得抽油桿修復(fù)的最佳效果。如3#樣品，熱處理后表層組織為回火索氏體，即表明該樣品在回火過程中，溫度過高，從而形成了該組織。