一種油管離子滲氮爐的製作方法

2023-12-08 05:15:01

專利名稱：一種油管離子滲氮爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田採油領域對油管表面進行處理的滲氮爐，尤 其是一種僅對油管內表面及絲扣進行處理的滲氮爐。
技術背景
油管在油田原油開採的實際應用中存在著諸多的問題，如原油所 含介質、添加劑的侵蝕；抽油杆在油管內壁做往復運動，油管長度大 多在1000米以上，因油井大多數均在重直方向存在一定的斜度，再 加上油管內孔直徑較小，管柱直線度累計偏差等原因，抽油杆對油管 內壁的磨損；原油中雜質會在油管內表面吸附堆積，逐漸使油管過流 能力下降，導致油管的堵塞等；造成油管在短時間內失效，嚴重影響 和制約了油田原油開採。
目前，國內外現有技術生產的各種系列不同型式的油管，其內外 表面多不做防腐硬化處理；或只是在表面進行噴塗或電鍍防腐材料， 燒結玻璃內襯及脈衝真空氣體氮化處理。
噴塗材料結合力差，噴塗過程中容易出現厚度不均勻情況，當抽 油杆在油管中上下往復運動磨擦時，內表面防腐塗層容易磨掉，而失 去防腐能力。
電鍍防腐材料內表面容易出現針孔、失鍍區域等缺陷，易使電鍍 材料與管壁形成電化學腐蝕；這種腐蝕甚至比鍍前更為嚴重；電鍍層
受內表面處理的清潔程度、工藝參數、電鍍材料本身質量的影響，表 面鍍層容易剝落在抽油泵上方沉積，甚至可能進入抽油泵的柱塞和泵 筒的配合間隙中造成卡泵事故的發生。
燒結玻璃(或陶瓷)內襯，在磕、碰、劃和抽油杆的擠壓磨擦等 諸多因素下會從油管表面剝落，而剝落的材料會落入泵筒，輕者造成 泵筒和柱塞劃傷，嚴重的造成卡泵事故的發生；內襯硬度過高，其邊、 角、梭、沿等處會對抽油杆及其接箍和扶正器等造成磨損，尤其對扶 正器的磨損是致命性的。
脈衝真空脈衝氣體滲氮處理的弱點，滲氮層脆性大，化合層疏鬆;由於油管的長徑比為9600: 62.7=153.1，雖然採用脈衝真空脈衝氣 體滲氮，隨著距埠深度的延伸逐漸減小，油管中部內孔的氮化層無 法滿足使用要求。
離子氮化是將欲處理零件置於真空爐體內，在真空條件下，往爐 內充以稀薄氣體(如含氮氣體)；零件接離子電源陰極，爐體接陽極; 在數百伏的電場作用下，爐內稀薄氣體被電離，正離子定向撞擊陰極 (零件)，使零件表面產生輝光放電並被加熱。在一定氣氛和一定溫 度下，零件表面複合、吸收氮原子，形成高濃度的含氮層並向心部擴 散，經過一段時間，可得到工藝要求所需要的氮化層。
在油管離子氮化時，油管大部分外表面不需要滲層，在現有技術 中防滲方法的是採用金屬覆蓋不需要滲層的表面，使正離子無法撞擊 該表面產生輝光而達到目的；此方法簡單、有效，但所述金屬覆蓋物 與陰極連接，金屬覆蓋物本身不可避免因離子撞擊產生輝光而被加 熱；其缺點增加了離子氮化的功率，如果用於油管大部分外表面的防 滲無疑將浪費大量的電力。另外所述金屬覆蓋物因長期離子撞擊被加 熱，容易變形，需要頻繁更換也不利於油管長期大批量的滲氮生產。 實用新型內容
為了克服背景技術的不足，本實用新型提供一種油管離子滲氮 爐，該滲氮爐在離子滲氮過程中屏蔽油管外表面不需要滲層部分，而 屏蔽物表面不產生輝光，可以順利對油管內表面及絲扣進行離子滲 氮，具有油管裝爐量大，離子電源功率利用率高的特點。
本實用新型的技術方案是該油管離子滲氮爐包括真空爐體及真 空爐體內的油管，油管內有陽極穿過，油管接電源的陰極，陽極接電 源的陽極，油管的兩端與陽極之間有陰陽極絕緣，油管兩端絲扣之間 的外壁罩有隔離屏，隔離屏與油管由絕緣體進行絕緣，真空爐體連接 有進氣管和真空泵。
本實用新型具有如下有益效果由於採取上述方案，經離子滲氮 的油管其化合層緻密，滲氮層脆性小，滲層相組織可控，且可以形成 含鈦、矽、鉻等元素的滲層，具有良好的抗腐蝕、耐磨性能；表面經 高能離子轟擊，摩擦係數下降，抗粘結能力有明顯提高；在離子滲入 時隔離屏2絕緣體3及油管5外表面不需要滲層部分構成閉合體，使油管5外表面不需要滲層部分不產生輝光達到防滲目的，從而提高油 管5裝爐量，由於防滲物不額外消耗電力，使離子電源功率利用率得 到了提高。

-.
附圖1是本實用新型的結構示意圖。
l-真空爐體，2-隔離屏，3-絕緣體，4-陽極，5-油管，6-電源， 7-陰陽極絕緣，8-真空泵，9-進氣管，10-調節閥。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明
由圖1所示，該油管離子滲氮爐利用真空爐體l、隔離屏2及絕 緣體3在油管5外表面不需要滲層部分形成閉合體；用真空泵8抽真
空爐體1至真空l-300Pa，同時根據需要調節氣體調節閥10由進氣 管9通入工作氣體(如氨氣、氮氣、氫氣、液體蒸發物等)，陽極4 在油管5內部，油管5接通電源6陰極(-極)，陽極4接通電源6 陽極(+極)，電源6電壓增加至一定值(400V-1000V)接電源6陰 極(-極)的油管5與接電源6陽極(+極)的陽極4之間因稀薄氣體 電離產生輝光放電，接電源6陰極(-極)的油管5表面出現輝光而 被加熱並開始離子滲入過程；由於隔離屏2、絕緣體3及油管5外表 面組成的閉合體的存在，使油管5外表面不需要滲層部分不產生輝光 達到防滲目的。絕緣體3在油管5外表面與隔離屏2之間起絕緣作用； 陰陽極絕緣7在油管5內表面與陽極4之間起絕緣作用。陰陽極絕緣 7、絕緣體3為》60(TC的耐高溫絕緣材料，隔離屏2、陽極4為鋼鐵 材料。
權利要求1、一種油管離子滲氮爐，包括真空爐體(1)及真空爐體(1)內的油管(5)，其特徵在於油管(5)內有陽極(4)穿過，油管(5)接電源(6)的陰極，陽極(4)接電源的陽極，油管(5)的兩端與陽極(4)之間有陰陽極絕緣(7)，油管(5)兩端絲扣之間的外壁罩有隔離屏(2)，隔離屏(2)與油管(5)由絕緣體(3)進行絕緣，真空爐體(1)連接有進氣管(9)和真空泵(8)。
專利摘要本實用新型涉及一種油管離子滲氮爐。主要解決僅對油管內表面及絲扣進行離子滲氮問題。採用真空爐體1、隔離屏2、絕緣體3及油管5外表面不需要滲層部分構成閉合體，對油管5外表面不需要滲層部分進行防滲。本實用新型具有油管裝爐量大，離子電源功率利用率高的特點。
文檔編號C23C8/22GK201245700SQ20082009074
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月23日 優先權日2008年8月23日
發明者君 牛 申請人:君 牛