专利名称：整筒不锈钢抽油泵的制造方法
技术领域：
本发明涉及油田使用的整筒抽油泵的制造方法，又涉及一种整筒不锈钢抽油泵的制造方法。
背景技术：
油田采油中含沙、含碱、含酸量比较大，聚合物较多，化学成份复杂，对抽油泵造成磨损和腐蚀，使其使用寿命变短。目前国内所用的抽油泵有三种一、合金结构钢表面经热处理的组合泵(以下简称组合泵)；二、碳素结构钢表面经热处理的整筒渗碳泵(以下简称渗碳泵)；三、碳素结构钢内表面电镀的整筒镀铬泵(以下简称镀铬泵)。中国专利ZL02156698.4“环保型不锈钢抽油泵的制造方法”所提到的抽油泵，从其机加工和热处理技术上看也是一种组合泵，因所用的材料含碳量为3-9以上的不锈钢，目前国内外均难以生产这种管材，而必须经过圆钢钻孔为主，采用传统的热处理方法，其变形靠机加工保证。
目前组合泵已基本被淘汰，因其加工复杂，以每节0.3米缸套为主，组装成3～12米长的抽油泵(外套筒同样长)，容易出现乱位现象，耗费钢材，又费工时；现在垄断市场的是渗碳泵、镀铬泵，然而渗碳泵以碳素结构钢(20#钢)为主。这种材质抗腐蚀，耐磨性能低；而镀铬泵其铬层为0.07～0.12mm，采用的是内表面电镀的方法，极易被沙子划破，使用寿命短，容易造成卡泵现象。后两种泵热处理前后均得经过严格加工，特别是热处理后机械加工很难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种整筒不锈钢抽油泵的制造方法。
本发明的目的是通过如下技术方案予以实现的。
一种油田用整筒不锈钢抽油泵的制造方法，其特征在于选用定尺不锈钢无缝钢管为泵筒基材，依次按以下步骤进行
a、将外径的比泵筒大20～25mm，壁厚大2.0～2.5mm的泵筒基材，经轧制1～3遍，得到所需要的内、外径尺寸，抗拉强度900～1000兆帕，抗屈服强度850～950兆帕，硬度35° HRC；b、将上述轧制得到的泵筒基材经校直、衍磨至所需要的尺寸、两端车成螺纹；然后，c、将其吊在等离子深孔热处理炉内顶部，把φ10mm不锈钢棒的阳极安装在泵筒基材内，以加工基材为阴极，将该炉密封好，控制其内真空度50～80Pa；然后升温并控制炉内温度为595～605℃，炉内压力为80～100Pa；d、接通电源，用800～1000伏脉冲高压施加于阴阳极之间，使其产生弧光击破泵筒基材内表膜，同时进行渗氮处理8～12小时，氮层深度为0.4～0.5mm，硬度为60～65°HRC。
上述的制造方法，所述的选用定尺不锈钢无缝钢管，其材质为低碳高铬不锈钢。
上述的制造方法，所述的低碳高铬不锈钢无缝钢管，为钢厂生产的钢牌号内的3Cr13Mo、2Cr13、1Cr17、1Cr17Ni、1Cr18Ni9Ti、2Cr17Mo或1Cr17Mo中的一种。
前述的制造方法，其所述的泵筒基材为回收的废旧泵筒。
本发明采用了等离子深孔热处理炉，为武汉等离子研究所生产，炉高10米，外径φ1.5米。
按上述方法生产的泵筒，按照国家标准GB/T-18607-2001进行检测，结果如下表表1 按国标对不同材质泵筒检测结果
本发明与现有技术相比，具有明显的技术进步和积极效果1、本发明不需要用外套筒装配组合，无乱位现象出现。
本发明采用整筒不锈钢无缝钢管作为泵筒，其缸体为一根整管，因此，不需用外套管装配组合，无乱位现象出现，而组合泵是以每节0.3米缸套，用同样长度的外套管组装成3-12米长的抽油泵，加工复杂，容易出现乱位现象。
2、加工简单，机加工序明显减少。
本发明由于选用了无屑精扎不锈钢无缝钢管为泵筒基材，经轧制、校直、衍磨至所需尺寸，两端车成螺纹后，进行等离子深孔热处理。组合泵和环保型不锈钢抽油泵，热处理前均需断料，泵筒内外表面均需加工、衍磨内孔共需10多道工序。特别是环保型不锈钢抽油泵所用的泵筒基材，是目前钢厂难以生产的，需用圆钢钻孔，有2/3的材料浪费掉；渗碳泵、镀铬泵处理前均需衍磨，热处理和镀铬后还需衍磨，热处理后的工件再加工更难。本发明机加工比环保型不锈钢抽油泵减少了90％的工序，比渗碳泵、镀铬泵至少减少60％的工序。
3、节省钢材明显。
本发明明显的节省钢材，每台泵用料约40公斤，仅为组合泵、环保型不锈钢抽油泵(约需120公斤)1/3左右。
4、选材合理，产品主要技术参数明显提高，本发明选用低碳高铬不锈钢无缝钢管，为钢厂生产牌号内的3Cr13Mo、2Cr13、1Cr17、1Cr17Ni、1Cr18Ni9Ti、2Cr17Mo或1Cr17Mo中的一种，其外径比泵筒大20～25mm，壁厚大2.0～2.5mm，经轧制1～3遍后，外径φ50.8×6.5mm，内孔径φ37.8+0.15～0.25，抗拉强度900～1000pa，抗屈服强度850～950pa，硬度为35°HRC。
5、本发明的深孔热处理技术明显提高本发明采用深孔热处理技术，解决了3米至10米长深孔热处理的难题，为其它方法所不及。本发明采用弧光击破泵筒内表面膜，渗氮快，约8～12小时，氮层深0.4～0.5mm，硬度60～65°HRC，而且无变形。
具体实施例方式
下面通过具体实施方式
，对本发明进一步说明如下实施例1以2Cr13不锈钢无缝钢管为泵筒基材，其外径φ76mm，壁厚8.5mm，经轧制两遍，其外径φ50.8mm，内径φ37.8+0.15～0.25mm，抗拉强度950兆帕，抗屈服强度900兆帕，硬度为35°HRC，经校直、内孔经衍磨至φ38.1+0～0.005mm，将其两端车成螺纹，并通过一端的螺纹与等离子深孔热处理炉顶部的胎具相联，将阳极安装在筒体基材中央，并以基材为阴极，在阴阳极之间设有间断绝缘保护装置，以防止短路。把紧密封炉盖，抽真空使炉内真空度达到75Pa。然后升温，把水循环系统打开，控制炉温600±5℃，炉内压90Pa。接通电源用900伏脉冲高压施加于阴阳极之间，产生的弧光击破泵筒基材内表面膜，同时，从炉底部注入氨气进行渗氮处理8小时，使氮层深度为0.4mm，硬度≥65°HRC，停炉自然降温至30℃左右，取出热处理后的泵筒，并对其内径进行抛光处理合格。
实施例2以1Cr18Ni9Ti不锈钢无缝钢管为泵筒基材，其外径φ76mm，壁厚8.5mm，经轧制两遍，其外径φ50.8mm，内径φ37.8+0.15～0.25mm，抗拉强度1000兆帕，抗屈服强度950兆帕，硬度为35°HRC，经校直、内孔经衍磨至φ38.1+0～0.005mm，将其两端车成螺纹，并通过一端的螺纹与等离子深孔热处理炉顶部的胎具相联，将阳极安装在筒体基材中央，并以基材为阴极，在阴阳极之间设有间断绝缘保护装置，以防止短路。把紧密封炉盖，抽真空使炉内真空度达到80Pa。然后升温，打开水循环系统，控制温度为600±5℃，炉内压100Pa。接通电源用1000伏脉冲高压施加于阴阳极之间，产生的弧光击破泵筒基材内表面膜，同时，从炉底部注入氨汽进行渗氮处理12小时，使氮层深度为0.48mm，硬度≥65°HRC，停炉自然降温至45℃左右，取出热处理后的泵筒，并对其内径进行抛光处理合格。
实施例3以1Cr18Ni9Ti不锈钢无缝钢管为泵筒基材，其外径φ76mm，壁厚8.5mm，经轧制两遍，其外径φ50.8mm，内径φ37.8+0.15～0.25mm，抗拉强度1000兆帕，抗屈服强度950兆帕，硬度为35°HRC，经校直、内孔经衍磨至φ38.1+0～0.005mm，将其两端车成螺纹，并通过一端的螺纹与等离子渗孔热处理炉顶部的胎具相连，将阳极安装在筒体基材中央，并以基材为阴极，在阴阳极之间设有间断绝缘保护装置，以防止短路。把紧密封炉盖，抽真空使炉内真空度达到78Pa。然后升温，打开水循环系统，控制炉温为600±5℃，炉内压95Pa。接通电源用950伏脉冲高压施加于阴阳极之间，产生的弧光击破泵筒基材内表面膜，同时，从炉底部注入氨气进行渗氮处理11.5小时，使氮层深度为0.46mm，硬度≥65°HRC停炉自然降温至45℃左右，取出热处理后的泵筒，并对其内径进行抛光处理合格。
实施例4将废旧的不锈钢抽油泵泵管为泵筒的基材，微量轧制一遍后，经校直，内径衍磨到φ38+0.15～0.25mm，将两端车成螺纹，通过一端螺纹与等离子深孔热处理炉顶部胎具相连，将阳极安装在筒体基材中央，并以基材为阴极，在阴阳极之间装有间断绝缘装置，以防止短路。把紧密封炉盖，抽真空使炉内真空度达到78Pa。然后升温，打开水循环系统，控制炉温为600±5℃，炉内压95Pa。接通电源用950伏脉冲高压施加于阴阳极之间，产生的弧光击破泵筒基材内表面膜，同时，从炉底部注入氨气进行渗氮处理11.5小时，使氮层深度为0.5mm，硬度≥65°HRC停炉自然降温至40℃左右，取出热处理后的泵筒，并对其内径进行抛光处理合格。
下表给出了轧制后各种泵泵筒内、外径尺寸及校直衍磨后的壁厚。
表2 轧制后各种泵筒内外径尺寸及校直衍磨后的壁厚
上面仅通过具体实施方式
，对本发明做出的进一步说明，但并非穷举，不能理解为对保护范围的限定。
权利要求
1.一种油田用整筒不锈钢抽油泵的制造方法，其特征在于选用定尺不锈钢无缝钢管为泵筒基材，依次按以下步骤进行a、将外径的比泵筒大20～25mm，壁厚大2.0～2.5mm的泵筒基材，经轧制1～3遍，得到所需要的内、外径尺寸，抗拉强度900～1000兆帕，抗屈服强度850～950兆帕，硬度35°HRC；b、将上述轧制得到的泵筒基材经校直、衍磨至所需要的尺寸、两端车成螺纹；然后，c、将其吊装在等离子深孔热处理炉内顶部，把阳极安装在所述的泵筒基材内，以待加工的基材为阴极，将该炉密封好，控制其炉内真空度50～80Pa；然后升温并控制炉内温为595～605℃，炉内压力为80～100Pa；d、接通电源，用800～1000伏脉冲高压施加于阴阳极之间，产生弧光，同时进行渗氮处理8～12小时，氮层深度为0.4～0.5mm，硬度为60～65°HRC。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的选用定尺不锈钢无缝钢管，其材质为低碳高铬不锈钢。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于所述的低碳高铬不锈钢无缝钢管，为钢厂生产的钢牌号为3Cr13Mo、2Cr13、1Cr17、1Cr17Ni、1Cr18Ni9Ti、2Cr17Mo或1Cr17Mo中的一种。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的泵筒基材为回收的废旧泵筒。
全文摘要
本发明涉及油田用整筒不锈钢抽油泵的制造方法，以外径比泵筒大20～25mm、壁厚大2.0～2.5mm的定尺不锈钢无缝钢管为泵筒基材，轧制1～3遍得到所需内、外径尺寸，抗拉强度900～1000兆帕，抗屈服强度850～950兆帕，硬度35°HRC，再经较直、衍磨、两端车螺纹后，吊在等离子深孔热处理炉顶部，将阳极置于基材中，以基材为阴极，控制真空度为50～80帕，升控炉温600±5℃，炉内压80～100帕，用800～1000伏脉冲高压施加于阴极和阳极之间，同时注入氨气，氮层深0.4～0.5mm，硬度≥65°HRC。机加工减少了60～90％工序，每台泵用料节省2/3，解决了深孔热处理难题。
文档编号E21B43/00GK1598309SQ200410011149
公开日2005年3月23日 申请日期2004年9月27日 优先权日2004年9月27日
发明者温海燕, 温义有 申请人:温海燕